博尔塔拉矿用变压器系统现状及发展

编辑：博尔塔拉矿用变压器厂家 日期：2019-01-11 人气：441

博尔塔拉矿用变压器系统现状及发展 核心提示：　　博尔塔拉矿用变压器系统现状及发展□清华大学博尔塔拉矿用变压器工程与应用电子技术系赵争鸣I随着国民经济的高速增长，床>冶金、、牵引、化工、纺|织、供水、造纸、建材和农业等行节能效果显著。　　着节能技术的逐步推广

　　博尔塔拉矿用变压器系统现状及发展□清华大学博尔塔拉矿用变压器工程与应用电子技术系赵争鸣I随着国民经济的高速增长，床>冶金、、牵引、化工、纺|织、供水、造纸、建材和农业等行节能效果显著。

　　着节能技术的逐步推广，国内外市场需求量的越来越大，这对我国博尔塔拉矿用变压器制造业无疑是一个重大的挑战和机遇。因此研制开发高效系列的博尔塔拉矿用变压器，占领国内市场，并出口国外，将对我国经济建设的发展具有十分重要的意义。国家已在“九五”期间将交直交、交交博尔塔拉矿用变压器列为机械工业重点发展产品，“十五”期间进一步将博尔塔拉矿用变压器及其系统列为国家重大节能项目之一。

　　博尔塔拉矿矿用变压器用变压器的内涵和外延所谓博尔塔拉矿用变压器主要是指适应于在器供电下的高效博尔塔拉矿用变压器。20世纪90年代以前，人们对系统的研究主要集中在器的拓朴结构以及控制算法上，取得了较大的进展，使博尔塔拉矿用变压器传动的动态性能和精度大大提高。但在器供电下博尔塔拉矿用变压器的效率、功率因数和功率密度等稳态性能却没有得到相应的重视和研究。尤其是大容量的博尔塔拉矿用变压器传动系统中出现了低效率和低功率因素的问题，使得人们重新认识到博尔塔拉矿用变压器在系统中的稳态性能与其动态性能一样重要。对不同的控制方法，博尔塔拉矿用变压器在效率、功率因数以及温升等性能上都有很大的差别。提高博尔塔拉矿用变压器48在系统中的稳态性能，不仅可以极大地节约能源，而且还能提高博尔塔拉矿用变压器运行的可靠性。因此，必须重新考虑博尔塔拉矿用变压器在系统中的设计问题。

　　早期的系统基本上是电子变换器与博尔塔拉矿用变压器的“凑合”，它们之间的关系是不甚和谐的。为了真正使电子、博尔塔拉矿用变压器及控制做到有机地统一，而达到系统最优，必须克服一系列理论和技术“瓶颈”。以设计和分析为例，这些“瓶颈”技术包括：如何考虑在电子控制电源下的博尔塔拉矿用变压器设计，如何建立博尔塔拉矿用变压器及系统的模型，如何认识电磁空间结构与其控制时间上的互补关系等。为了达到以上所说的目标，首先需了解博尔塔拉矿用变压器与电子控制集成系统的基本特征：即为沉浸、交互和自控。它强调了作为一个整体，从过去分离的、独立设计和制造的部件到现在一个部件能够沉浸于其他部件之中，从外型上看完全是一个整体，而做到整体设计、同步制作。

　　从过去部件间相互凑合，各自为中心到现在能相互配合，相互利用而和谐优化组合；从过去单向输入输出模式到现在强反馈方式，具有自适应、自调整功能。

　　总之，在该集成系统中，最终目的是（博尔塔拉矿用变压器时代2002年第~TTW）使各环节有机的结合，以达到系统总体最优，同时具有较强的系统完备性、一体性和屏蔽性，而不受外界干扰。集成系统的构成不是一个简单的软硬件结合，而是使各参与者沉浸在一个有机体中，具有完善的交互作用能力，相互依赖，相互补充。

　　20世纪90年代以来，越来越多的注意力投向博尔塔拉矿用变压器的设计研究中。

　　对用于的博尔塔拉矿用变压器制定新的工业标准。调查报告指出：在系统中，因为供电电源为非正弦波，所以博尔塔拉矿用变压器设计中以基波为标准的基本公式应有所改变，主要尺寸的设计公式应考虑谐波的影响。在博尔塔拉矿用变压器性能方面，报告认为：在器供电条件下，博尔塔拉矿用变压器的电磁负荷分配趋于更合理，博尔塔拉矿用变压器的损耗降低，因此博尔塔拉矿用变压器的功率密度可以设计得较高，系统中，博尔塔拉矿用变压器在重量不变的条件下能多输出30%~40%的功率。从控制的角度来说，博尔塔拉矿用变压器的功率密度也可以设计得较高，而从谐波影响的角度来说，博尔塔拉矿用变压器的功率密度又必须设计得较低。在系统中，这两种影响是同时存在的。因此将两种观点综合起来考虑，使博尔塔拉矿用变压器的设计和分析适应于实际运行情况。

　　有的观点认为在博尔塔拉矿用变压器的设计上，因为博尔塔拉矿用变压器可以通过器调压调频增大起动转矩，减小起动电流，所以起动性能通过系统的控制就能满足。因此在博尔塔拉矿用变压器的设计策略中，主要精力都集中在博尔塔拉矿用变压器运行的效率、功率因数等性能上面。因为起动性能可以不通过博尔塔拉矿用变压器设计来满足，起动性能对转子槽形设计的约束被放开，转子槽形设计的目标转变为：减小转子电阻和漏抗，提高博尔塔拉矿用变压器的效率和功率因数。

　　综上所述，博尔塔拉矿用变压器实际上是一个系统问题，它必须将博尔塔拉矿用变压器与电子器及其控制方法一并考虑。它的内涵和外延包括有：博尔塔拉矿用变压器设计应是一个运行区域的最优设计，而不是传统的额定点的设计I博尔塔拉矿用变压器运行在追求高效率的同时，必须考虑高功率因素；博尔塔拉矿用变压器的内部空间磁场分布应与电流时间波形有一个适当的匹配以减小谐波分量；博尔塔拉矿用变压器设计必须与博尔塔拉矿用变压器控制方法和器特性相匹配，博尔塔拉矿用变压器只是传动系统里的一个部件；博尔塔拉矿用变压器系统具有高可靠性和高容错能力，具有高智能。

　　博尔塔拉矿用变压器的种类和特点目前应用于博尔塔拉矿用变压器传动系统的博尔塔拉矿用变压器主要是博尔塔拉矿用变压器、同步博尔塔拉矿用变压器、永磁博尔塔拉矿用变压器和博尔塔拉矿用变压器，显然，博尔塔拉矿用变压器是产量和用量最大的博尔塔拉矿用变压器。博尔塔拉矿用变压器主要指的是博尔塔拉矿用变压器。

　　博尔塔拉矿用变压器是典型的常规博尔塔拉矿用变压器。自从现代系统发明以来，博尔塔拉矿用变压器驱动技术得到了广泛的研究，取得了长足的进步。事实上，在逆变器供电方式下，博尔塔拉矿用变压器的运行条件有了一个很大的变化。例如，通过降低电源频率来得到一个足够大的起动转矩，通过适当调频调压，博尔塔拉矿用变压器可以工作在最小滑差运行点上，博尔塔拉矿用变压器运行点处于不断变化之中等等。由于这些特点，常规博尔塔拉矿用变压器设计和分析方法已经不能与之相适应。

　　目前国内外兴起的“电子逆变器供电下的高效博尔塔拉矿用变压器”就是为充分利用逆变器的变压供电条件，挖掘博尔塔拉矿用变压器本身潜'力，提高博尔塔拉矿用变压器性能，降低其制造和运行费用而设计开发的。它与传统博尔塔拉矿用变压器设计相比有很大的不同，主要表现在以下三个方面：由于电源频率不同，则博尔塔拉矿用变压器机械特性可以随之平移。这样可直接利用其最大转矩作为起动转矩，不必利用集肤效应来提高起动力矩，从而转子可以优化设计以提高博尔塔拉矿用变压器稳定运行性能。

　　由于逆变器能够平滑变压，从而可以将博尔塔拉矿用变压器调节在最佳运行点上，即得到最小滑差、最大效率和高功率因数。这样在保证出力不变的情况下，减小博尔塔拉矿用变压器尺寸，减轻其重量和降低成本。

　　由于逆变器供电下的博尔塔拉矿用变压器大多不是长期工作在一定额定状况下，而是处于不断变化之中，因此其温升极限得以提高，从而可以增加电流设计密度，进一步减小博尔塔拉矿用变压器尺寸和重量。

　　正是由于上面所述的区别，使得新博尔塔拉矿用变压器设计在出力不变条件下，其体积可以减少25%~30%，或者说博尔塔拉矿用变压器功率密度另外，自20世纪80年代中期以来，为适应系统的需要，新颖博尔塔拉矿用变压器不断涌现，其主要特点是：摆脱常规旋转磁场的概念，而利用博尔塔拉矿用变压器结构与控制相结合产生磁场形变的机理来驱动转子旋转。

　　其中一种典型的新颖博尔塔拉矿用变压器为同步磁阻永磁博尔塔拉矿用变压器，该博尔塔拉矿用变压器定子与同步博尔塔拉矿用变压器相同，转子则是由多层迭片轴向相叠而成，该博尔塔拉矿用变压器综合了同步磁阻和同步永磁博尔塔拉矿用变压器的特点，展现了一种全新的博尔塔拉矿用变压器设计和运行概念，具有高功率密度、宽范围、高效率、高功率因素及体积小、重量轻等显著优点，特别适用于作机车、飞机、船艇、矿井开采等方面的动力博尔塔拉矿用变压器。该博尔塔拉矿用变压器作为应用中最具前途的一种博尔塔拉矿用变压器，自20世纪90年代以来已在欧美一些国家得以应用，而目前在我国的应用仍是空白。

　　另一种适合于的博尔塔拉矿用变压器为双馈博尔塔拉矿用变压器。它实际上是博尔塔拉矿用变压器的一种变异，分鼠笼式和绕线式两种。从基于控制角度来看，可以将前者视作为单馈博尔塔拉矿用变压器，因为它仅仅在定子上有一个与外部联接的绕组；而绕线式博尔塔拉矿用变压器则可看作为双馈博尔塔拉矿用变压器，因为有两套绕组与外部相联。与单馈博尔塔拉矿用变压器相比，双馈博尔塔拉矿用变压器有下列优点：容易对转矩和速度进行控制；在工作为恒频变速状态；变换器的总额定功率可以降低，从而减小其尺寸。

　　然而，传统的双馈博尔塔拉矿用变压器存在滑环，从而降低系统可靠性，增加维修工作，进而限制了它们的应用。新型的双馈博尔塔拉矿用变压器（DFBM）则将两套绕组均放在定子上，而不再在转子上安放绕组。DFBM保持了传统双馈博尔塔拉矿用变压器的优点，同时又取消了滑环，从而大大提高了系统可靠性。进一步推广之，如果该DFBM采用鼠笼转子，则称为双馈博尔塔拉矿用变压器t变i博尔塔拉矿用变压器raft系统军用系统工业应用剌系统附图现代博尔塔拉矿用变压器传动应用领域（DFBYM）；如果采用磁阻凸极转子结构，则称之为双馈磁阻博尔塔拉矿用变压器）F―BRM）。

　　随着电子变换器的迅速发展，在过去的十年里，双馈博尔塔拉矿用变压器引起人们的极大的兴趣，DFBM的建模和仿真被进一步深入研究，发展了相应的设计和控制方法。DFBM具有结构坚固、高效、低耗和高可靠性，与电子变换器有很好的兼容性及灵活运行控制模式等优点，从而使得它在汽车、风力发电、传动中有广泛的应用前景。

　　博尔塔拉矿用变压器系统发展现状博尔塔拉矿用变压器系统作为一个整体，随着电子技术、计算机和控制技术的迅速发展而发展，其主要特点为：电子、博尔塔拉矿用变压器及控制技术的一体化。国外主要博尔塔拉矿用变压器生产公司早已迅速摆脱了单一博尔塔拉矿用变压器生产制造模式，而大大扩展了博尔塔拉矿用变压器的外延和内涵，以成套机电产品形式走向市场。

　　集成化和智能化。博尔塔拉矿用变压器的高新技术附加含量愈来愈高。博尔塔拉矿用变压器机体内不仅仅包含原来博尔塔拉矿用变压器定、转子，而且内含电子元器件及各种控制线路，使得电子、博尔塔拉矿用变压器、控制不仅在运行上形成一体，在外观上亦融为一体，具有相当高的“智能”，称之为“SmartMotor”

　　（智能博尔塔拉矿用变压器）。

　　高性能和高可靠性。由于博尔塔拉矿用变压器及控制系统制造成本远远低于其运行成本，50所以高性能及高可靠性成为衡量博尔塔拉矿用变压器及其系统优劣的第一标准。高效、高功率因数、宽范围及高故障容错能力成为先进博尔塔拉矿用变压器系统的重要标志。

　　新材料、新结构层出不穷。博尔塔拉矿用变压器中的导电、导磁及绝缘材料已发生了很大的变化。高性能材料的成本价格不断下降。同时，电子元器件材料亦不断更新，为博尔塔拉矿用变压器与控制提供了新的物质条件。

　　博尔塔拉矿用变压器传动行业正以强劲势头向前发展。正4镁醋名教授T.A.LIP0湔IEEEIAS，PES，PE分会主席H兑过：“未来十年将是博尔塔拉矿用变压器工程领域发展的黄金十年”。

　　发展趋势值得注意的是：正是在与电子逆变器和控制技术有机地结合起来，传统博尔塔拉矿用变压器产品才真正得以改造和更新，形成新一代高新技术产品，使之获得高性能、高可靠性、高质量和高附加值，同时节约能源和原材料，降低消耗和污染，从而适应现代市场的需要，增强产品的市场竞争能力。

　　正如前所述，博尔塔拉矿用变压器传动系统正在发生深刻的变化，其主要特征为：集成化，即电子、博尔塔拉矿用变压器及女控制系统高度集成，使得三者从设计、制孺、运行都更紧密地融为一体；智能化，即自适应、模糊、神经元网络及基于遗传算法的各种人工智能控制方法大量引入和应用，通用化，即同一传动系统可以针对不同形式的博尔塔拉矿用变压器以及不同运行模式而实行不同的控制方式；信息化、现代博尔塔拉矿用变压器传动系统不但是转换、传送能量的装置，也是传递、交换信息的通道。另一方面，博尔塔拉矿用变压器传动产业规模越来越大。据有关资料显示，1993年全球博尔塔拉矿用变压器传动产业市场规模为136.3亿美元（含电子控制装置），并旦每年以约20%的速率递。围绕这一庞大的需求市场，各国的研究部门、大专院校和一些主要生产厂家公司展开了激烈的竞争。竞争的焦点主要围绕在前面所述的集成化、智能化、通用化和信息化上面。

　　控制的数字式传动系统，称之为“Dial up”，将移动电话技术引入博尔塔拉矿用变压器传动系统，用以远距离调节、监视和诊断；Baldor博尔塔拉矿用变压器公司正在研究生产智能家用电器，如智能空调、加热器和电梯等。Danfoss博尔塔拉矿用变压器公司在1996年已开始尝试将通信功能加人到博尔塔拉矿用变压器传动之中，以提高灵活性，减少连接线路，降低成本。欧洲的Eu-rothermDrives公司采用先进的DSP技术来增加传动系统的智能化。日本Fulji博尔塔拉矿用变压器公司正在研究一种集成智能功率模块，以促进博尔塔拉矿用变压器传动系统集成化、智能化成为现实。另外，日本的Hitachi、Mitschishi和Yaskama等博尔塔拉矿用变压器公司也都先后加人了这一竞争行列，竟先开发出远程自动设置的博尔塔拉矿用变压器传动系统，同时研制出一批智能集成模块，如超集成的智能IG-BT模块等，并建立了大规模的博尔塔拉矿用变压器传动的网络，具有较强的故障容错能力和远程诊断能力。各国的研究机构和大学正投入相当的资金和人才开展该博尔塔拉矿用变压器传动系统前沿方向的研究。

　　目前，各种博尔塔拉矿用变压器系统被广泛用于数控机床、工业机器人、各种自动机械设备、纺织、印刷、轻工系统的各种柔性生产线、轧钢、矿山、机车拖动、航空航天、船舶等领域。附图表示了现代博尔塔拉矿用变压器传动系统的主要应用领域。

　　博尔塔拉矿用变压器系统随着电子技术的发展而快速发展，其应用领域不断扩展。国际上已形成一定规模的应用产业，我国也正在把它作为中小型博尔塔拉矿用变压器行业新的生长点，目前其发展趋势主要向两方面发展：一种是挖掘传统博尔塔拉矿用变压器的潜力，使之与电子器形成最优组合；一种是研究新的博尔塔拉矿用变压器结构和运行方式，而开发出高性能的系统。

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