变频技术中英文翻译资料（适用于毕业论文外文翻译+中英文对照）Word文档格式.docx

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矢量控制对交流电机调速具有划时代的意义。

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变频调速是电机调速的最佳方式，是企业技术改造和产品更新换代的理想设备，是工业自动化系统必不可少的组成部分，是实现生产过程和管理自动化的前提，也是信息化发展的先决条件。

在我国传统产业中，采用直流电机拖动的调速系统约占调速系统总量的85%~90%，而交流调速系统仅占10%~15%。

效率低、质量差、消耗大、故障率高己成为制约企业发展的瓶颈。

因此，必须积极推广先进的交流变频调速技术，用先进的设备武装传统产业，促进自动化、工业化和信息化的进一步发展。

1.2变频调速发展趋势

如果说以第一个晶闸管的出现作为交流电动机变频调速的起点，可以认为它的发展历史己40多年了。

而变频调速技术真正高速发展时期，应该是在PWM调制技术的出现和微机控制技术发展之后。

特别是最近20年来，随着交流调速技术的应用普及，交流变频调速在化工、火电厂、矿山、油田、机械制造、城市建设、水处理、甚至家电等行业己经全面推广使用，一般主要用于节能及控制。

随着变频技术的普及和深入，以及国际、国内电器设备使用的有关标准意识的强化，电力系统行业和用户对变频技术的质量要求也越来越高。

变频调速的发展趋势主要围绕下面几个方而展开。

1）高性能的智能控制变频器

380V系统的低压变频器是国内的主要研究对象，应用交流调速的基本理论，结合神经网络控制、鲁棒控制、模糊控制，或其他智能控制等手段，实现电机运行参数的自动辨识，以期达到自适应、自调整的最优控制。

这方面己有一定的研究成果。

2）速度传感器研究

从前面所述的各种变频调速的理论可知，一般系统都要用到转速传感器。

在实际使用中，由于变频设备和被控电动机有一定的距离，而高精度的转速传感器都要使用专门的电源，被控电动机有的是在户外，运行工况非常恶劣，要保证速度反馈的准确性，有时不得不采取特别措施，因此也会增加额外费用，运行的可靠性和控制精度也会因此受到影响。

无速度传感器的变频调速系统，是通过现场采集的电流电压量，以及控制的实施策略，综合出被控电机的实际转速。

这种控制方案要求计算机的控制速度较高，并有足够的精度。

3）针对功率因数提高和谐波污染的研究

低压变频调速系统的控制虽然己经是非常成熟了，但目前国际、国内的产品，一般都是矢量控制和直接转矩控制，重点放在电机变频控制理论的实现和完善上，而对变频

器的输出波形、功率因数，以及谐波污染等问题还没有引起足够的重视。

最近10多年来，国外在这一领域己有较深入的研究。

有的针对功率因数，有的强调输出波形。

多重化技

术就是为了解决输出波形问题。

最近几年的研究表明，利用PWM输出控制解决谐波输出问题，是比较理想的方法，它可以省去多重化中的变压器，或过多的开关元器件，使变频器的体积和重量减少，但这种方法不能解决所有谐波的消除问题，只能部分消除特定谐波。

这方面的研究论文还不多，也还没有成熟的类似低压变频器的产品出现。

4）高压变频器的研究

变频器的主要作用之一是节能。

而高压电动机的节能效果是比较明显的，大功率的风机和水泵用电动机一般都是高压电动机。

国内，高压变频调速和它的节能控制还是一个比较薄弱的环节.它主要是针对6~10kV的交流电动机进行变频调速控制。

这种高压电动机广泛应用于火力发电厂的送风机和引风机上。

同样也可用于其他如石油化工、矿山、冶炼、机械制造等行业的变频节能控制。

从某种意义上讲，由于目前国内还不能完全生产高质量的合格电力电子器件，而且，国外低压变频器的性能价格比也比国内自己研究的变频器高得多。

因此,在这方面还有许多研究工作要做。

随着电力电子技术最近20多年的飞速发展，功率半导体器件的成本逐年下降，技术工艺和性能也得到不断改善.电力电子器件的应用己从传统的直流调速、直流屏、斩波器等领域延伸到交流调速和电力系统的质量控制领域.并正朝着高电压、大功率的方向发展.这也是千年之交和世纪之交我国电力电子技术应用的发展趋势。

5）无换向器同步电机的变频调速

无换向器电动机也是在20世纪70年代发展起来的新型调速系统。

它是一种变频调速同步电动机.也可以认为是一种用半导体电子开关线路代替换向器和电刷作用的直流电动机。

根据采用的控制方式不同.可分为直流无换向器电动机和交流无换向器电动机。

直流无换向器电动机采用交-直-交或直-交变频控制系统;

交流无换向器电动机采用交-交变频

控制系统。

近10年来.国内外杂志上有许多相关的研究论文。

而且，也有一定的成果出现。

1.3变频调速控制方式

交流变频调速技术在20世纪得到了迅速发展。

这与一些关键性技术的突破性进展有关，它们是交流电动机的矢量控制技术、直接转矩控制技术、PWM技术以及微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术、自整定技术等。

1）矢量控制技术

矢量变换控制技术是西门子公司于1971年提出的一种新的控制思想和控制理论。

它是以转子磁场定向，采用矢量变换的方法实现定子电流励磁分量和转矩分量之间的解藕，达到对交流电动机的磁链和电流分别控制的目的，从而获得了优良的静、动态性能。

迄今为止，矢量控制技术己经获得了长足的发展，并得到了广泛应用。

2）无速度传感器矢量控制技术

无速度传感器控制技术免去了传感器带来的环境适应性、安装维护等问题，降低了成本，提高了系统的可靠性，同时结合矢量控制，具有矢量控制的优良性能。

无速度传感器技术中速度估算的方法，除了根据数学模型计算电动机转速外，目前应用较多的有模型参考自适应法和扩展卡尔曼滤波法。

此外全维转子磁通观测器，齿谐波电势（RSH）等理论也出现在无速度传感器技术中。

从1983年提出无速度传感器矢量控制策略以来，一直受到学术界和产业界的高度重视，日立、安川电机等公司在1987年分别发表了研究成果，并相继推出了产品。

目前，无速度传感器矢量控制变频器的调速范围为1:

50左右，

个别厂商有1:

75甚至更高的产品。

3）直接转矩控制技术

1985年.德国的M.Depen-block首次提出直接转矩控制技术（DTC）。

DTC控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型。

采用定子磁场定向而无需解藕电流，直接控制电动机的磁链和转矩，以使转矩得到快速响应，从而获得高效的控制性能。

直接转矩控制技术是近10年继矢量控制技术之后发展起来的又一种新型的高性能交流变频调速技术，这种控制技术与矢量控制技术相比，对电机参数不敏感，不受转子参数的影响，简单易行，具有广阔的发展和应用前景。

4）PWM控制技术

1964年，德国的A.Schonung等率先提出了脉宽调制（PWM-pulsewidthmodulation）变频的思想，为近代交流调速系统开辟了新的发展领域。

PWM控制技术通过改变矩形脉冲的宽度来控制逆变器输出交流基波电压的幅值，通过改变调制周期来控制其输出频率，从而在逆变器上同时进行输出电压幅值和频率的控制。

PWM技术简化了逆变器的结构，能够明显的改善变频器的输出波形，降低电动机的谐波损耗，并减小转矩脉动，同时提高了系统的动态响应性能。

PWM技术还可用于整流器的控制，能够实现输入电流非常接近正弦.。

并可使电网功率因数为1。

PWM整流器因而被称为“绿色”变流器。

目前，

PWM技术己成为变频器中应用最为广泛的控制技术。

交流电机调速性能的不断提高在很

大程度上是由于PWM技术的不断进步。

目前广泛应用的是在规则采样PWM的基础上发展起来的准优化PWM法，即三次谐波叠加法和电压空间矢量PWM法。

5）数字化控制技术

控制技术的数字化是静止变频装置的核心技术，也是今后的发展趋势。

目前市场上的变频装置几乎全面实现了数字化控制。

采用DSP和ASIC技术实现了快速运算和高精度控制，可以得到良好的电流波形，使变频器的噪音大幅度降低，并且扫描时间大幅度缩短，目前电流响应为0.1~0.7ms，速度响应为2~4ms,足以满足传动领域的控制要求。

同时由于应用微电子技术和ASIC技术，装置的元器件数量得以大幅度减少，从而使变频装置的体积减小，可靠性得到大幅度提高。

全数字控制方式使变频器的信息处理能力大为增强。

采用模拟控制方式无法实现的复杂控制在今天都己成为现实，从而所谓的RAS概念即可靠性（Reliability）、可操作性（Availability）、可维修性（Serviceability）得以充实。

6）自整定技术

自整定技术在变频调速系统中的应用日益广泛，它可以根据速度和负载的变化自动调整控制系统的参数，使得系统具有快速的动态响应。

自整定技术分为离线式和在线式两种。

离线式的研究成果己经在相当多的产品中应用，它是在运行系统程序之前通过运行一段自整定程序，辨识相关数据，并修改系统程序的相关参数，以期获得良好的系统控制性能。

另外，改进控制技术，提高系统鲁棒性也和自整定技术紧密相联系。

2PLC抗干扰分析

随着科学技术的发展，PLC在工业控制中的应用越来越广泛。

PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。

自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。

要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家用提高设备的抗干扰能力；

另一方面，要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。

2.1干扰源及干扰一般分类

影响PLC控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。

干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。

其中：

按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；

按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；

按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。

共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。

共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。

共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。

共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。

差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

2.2PLC控制系统中电磁干扰的主要来源

1）来自空间的辐射干扰

空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。

若PLC系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径：

一是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰；

而是对PLC通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。

辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。

2）来自系统外引线的干扰

主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。

这种干扰在我国工业现场较严重。

3）来自电源的干扰

实践证明，因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多，笔者在某工程调试中遇到过，后更换隔离性能更高的PLC电源，问题才得到解决。

PLC系统的正常供电电源均由电网供电。

由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。

尤其是电网内部的变化，入开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到

电源原边。

PLC电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。

实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，绝对隔离是不可能的。

4）来自信号线引入的干扰

与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。

此干扰主要有两种途径：

一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；

二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。

由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。

对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动和死机。

PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重，由此引起系统故障的情况也很多。

5）来自接地系统混乱时的干扰

接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。

正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；

而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。

PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。

接地系统混乱对

PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。

例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端

A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。

6）来自PLC系统内部的干扰

主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。

这都属于

PLC制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容，比较复杂，作为应用部门是无法改变，可不必过多考虑，但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。

此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。

若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。

PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。

模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。

外文文献

1FrequencyVariationSpeedControl

1.1ThePopularityandProspectofFrequencyVariationSpeedControl

Theelectricalmachineryexchangefrequencyconversionvelocitymodulationtechnologyistheelectricitysaving,theimprovementtechnicalprocessimprovestheproductqualityandtheimprovementenvironment,theimpetustechnologyadvancementonemainmethodnowThefrequencyconversionvelocitymodulationbyitsoutstandingvelocitymodulationandthebrakingquality,thehighefficiency,thehighpowerfactorandtheelectricitysavingeffect,thewidespreadapplicablescopeandothermanymeritsbythedomesticgrandfatherwasthoughtmosthasthedevelopmentfuturevelocitymodulationway.Theelectricaltransmissioncontrolsystemusuallybytheelectricmotor,thecontroldeviceandtheinformationinstalls3partstobecomposed,theelectricaltransmissionrelatesusestheelectricmotorbytosavetheelectricalenergyandtocontrolthemachineryreasonablytheoperatingcondition,therealizationelectricalenergy-mechanicalenergytransformation,achieves,thehighproduction,thelowconsumptiongoalhighquality.Theelectricaltransmissiondividesintodoesnotmodulatevelocityandmodulatesvelocitytwobigkinds,thevelocitymodulationisdividedtheexchangetomodulatevelocityandtodirectcurrentmodulatesvelocitytwoways.ThevariablespeedmotordirectlydoesnotsupplypowerbytheelectricalnetworkButthemachinerywhichdoesnotmodulatevelocityalongwithelectricpowerelectronictechnologydevelopmentthiskindoforiginalmanuscriptmoreandmoremanychangestothevelocitymodulationtransmissionbytosavetheelectricalenergyTheimprovementproductquality,enhancestheoutputThereforethevelocitymodulationtransmissionisanimportantprofession,alreadyobtainedthecountrytotake,atpresenthadcertainscale.

Inrecentyearsexchangedinthevelocitymodulationmosttobeactive,todevelopquickest

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