电气传动.pdf

2000年 2月第 2卷第 2期中国工程科学 Engineering Science Feb1 2000 Vol1 2 No1 2 综合述评[收稿日期] 1999 - 07 - 29 ;修回日期 1999 - 11 - 29 [作者简介] 马小亮(1939 - ),男,陕西米脂县人,天津电气传动设计研究所研究员级高级工程师,博士生导师电气传动———信息、能源和运动的接口马小亮(天津电气传动设计研究所,天津 300180 ) [摘要] 电气传动是信息、能源和运动的接口。长期以来大家都接触它,但对它是不是高新技术存在疑虑。文章试图从接口角度出发谈个人对该领域的认识,望能促进人们的理解。文中讨论电气传动下列几个问题:什么是电气传动;在国民经济中的作用;与其它学科的关系及发展方向;在我国的现状及攻关方向建议。[关键词] 电气传动;接口;信息;能源;运动 1 什么是电气传动电气传动是研究如何通过电动机控制物体和生产机械按要求运动的学科,在某些场合,主要是小功率场合又常称为运动控制。它是电力电子和自劝控制技术的主要应用领域之一。信息技术的发展带动了整个科学技术的发展, 有力地促进了人类社会进步,但信息不会直接转化为物质生产和物体运动,必须通过各种机械的运动。拖动机械运动的电动机需要能源,它要求将固定频率和电压的电能变成运动所需电压、电流和频率的电能。电气传动是信息、能源和机械运动三者间的接口[ 1 ]。现今人们对信息和能源非常重视, 热心于 CIMS (计算机集成制造系统)为代表的新机械制造技术,但它们之间的接口往往被忽略。电气传动在人们生活和生产中无处不在,但往往是隐性存在,例如变频空调、模糊控制洗衣机、计算机外围设备、各种加工机械、电动车辆等,都是电气传动技术在起核心作用,但人们未必意识到它的存在。电气传动是一个既老又新的学科。它始于 20 世纪初,随着电动机的推广应用,其控制问题逐渐从电机领域独立出来,成为一个单独的领域。起初只是一些简单的继电、接触、开环控制,到四五十年代,随着电机放大机和磁放大器的问世,基于它们的闭环连续控制系统得到广泛应用,改进了控制性能,取得了良好效果,使电气传动融入自动控制范畴。从 60年代起,随着电力电子技术的发展, 电力电子变换器取代了电机机组变换,特别是 80 年代以来,变频交流调速的发展,使电气传动发展到一个全新的境界,并融入电力电子范畴。今天的电气传动是一个集控制、电力电子、微电子、信息、材料和机械等学科新技术于一身的全新学科。电气传动由调速和不调速两大部分组成。后者简单,只控制电机起停,不调速,仍以继电接触控制为主,近年来很多场合改用电力电子固态继电接触器并辅以 PLC (可编程序控制器)控制。本文所介绍的调速传动,主要有以下几类: 1 )工艺调速传动。指工艺要求必须调速的传动,例如轧机、提升、机床、造纸、石化等许多从前用直流电动机的机械传动。 2 )节能调速传动。指风机、泵等以前不调速, 为节能而改用调速的机械传动。 3 )牵引调速传动。指轨道车辆和电动车等运动车辆的电传动。 4 )特种调速传动。例如数控机床和火炮等武器的高精度传动;离心机、磨床磨头等超高速(10 4~ 10 5r/ min )传动;特大功率的储能装置等。 5 )变速发电。它是一项用于风力、水力发电的新技术,其实质是工作于再生状态的变速传动。 2 电