电气传动发展现状:

电气传动正面临着一场革命，是说它正在向智能化迈进，作为我们搞自动化的同志来讲，上百年来研究电动机只是实现了自动化，现在再进人到一个智能化，也就是一个系统优化的问题。优化的焦点是把微电子技术、电力电子技术、传感技术融人到电气传动的领域，这三者构成“大电子体系”，只有这样的大电子体系，才能带动、改造传动产业升级换代。这样的融人把物料流、能源流、信息流三者汇流在一起，形成当代的智能化传动系统。

过去讲调速，搞电机的人总是希望从电机内部结构性能的改进来实现，结果是不理想的。有了变频调速以后，这方面有了很大改进。

所以我们已经不能单纯从电动机的内部来解决传动的问题，我个人以为要把电机、调速装置和用电器看成是一个整体，不是单纯追求单机的高效，现在进人智能化时代，我们要追求把单机额定工况点的高效提高到系统的高效。我们希望在很大的一个工作面上，通过调速都能达到电机和系统的高效，这是我们现代电气传动的又一个特点。

国民经济要实现可持续发展，就必须节能，电机用在风机、泵、压缩机等通用机械里，采用了变频调速，可以达到一个相当可观的节能效果，但实际上在电气传动中，用于风机、泵、压缩机的电动机大约只占到40％，这一部分的节能重要性不必再去怀疑。

要理解电气传动的全部，还应该包括工艺调速、牵引调速和精密调速。这些调速应用的目的主要是提高产品的工艺水平、产品质量、生产产量和效率，达到产品制造工艺要求，比如轧钢、印刷等都是围绕怎么样提高精度，达到工艺要求。这一部分也会有节能效果，但它不是主要的目的。以轧钢为例，采用交流传动替代直流传动，虽然节能绝对量也不小，但是跟轧钢产量的提高带来的总效益来比，节能经济效益大约占到7％一8％。交流传动的优点是转动惯量小，动作时间就缩短，在轧钢的时候，提高了工作效率，一小时产量大约可以提高20％，这对钢厂来说就很了不得了，这个经济效益要比起节能来说大了许多。

在通用机械的领域里面，我们大家习惯强调的是变频调速技术节能优势，我首先肯定这是对的，但是在很多国民经济的领域中，它更多的应用不完全是为了节能，而是为了满足工艺上的要求以及生产技术改造上的要求。通用机械的节能调速对变频装置的调速精度、调速范围等性能的要求不高，倒是希望开发高可靠的经济型调速装置。正是工艺调速（如轧钢）、牵引调速（如电气火车和电动汽车厂）、精密调速（如机器人、柔性加工）才促使采用调速的电气传动系统不断改进，成为电气传动技术不断发展的基本推动力。

李海军：近年来，交流调速在国内外发展十分迅速。请介绍交流调速技术的发展现状以及存在的问题。

王正元：作为交流传动来讲，一般是交一直一交变频，先把50Hi的交流电源变成直流电，直流再逆变成不同频率的交流电，这是变频调速的基础，它的优点大家总结了10多条，我们在此就不谈了。但是它的缺点我们也不能遮掩，一般说来，交流变频调速存在三个方面的问题，谐波问题首当其冲，它污染电网、损害电机，这个损害首先表现为电机绝缘的疲劳性以及烧蚀轴承；其次是存在着这样

那样的可靠性问题；第三是价格偏高，特别是对通用机械的节能调速而言。我们现在搞交流变频调速，开始是“交一直一交”，这三个问题，特别是前两个问题是在一定程度上采用“交一直一交”互相联系的。这就是变频调速这么好的技术推广却非常缓慢的一个主要原因。

我们不能够把它存在的问题藏起来或者遮掩掉，而应该去发动大家讨论，应该介绍解决这些问题的一些经验和教训，给国内的用户和国内的制造商介绍从电机到变频器的保护措施。一方面是把谐波解决掉，一方面是把电机在采用变频调速后出现的问题解决掉。其中采用“交一交矩阵式”变频技术是将会逐步成熟起来的新调速方案。

采用变频调速以后，还带来一些设计观念上的变化，我们过去长期以来设计制造电动机的时候主要考虑起动转矩，把起动转矩大当作一个基本出发点。鉴于增加启动电阻就增大了启动转矩，异步电动机定子常采用双笼或深槽结构。在启动的时候，磁场对转子强切割，产生的集肤效应，把转子电流排到外绕组中，外绕组电阻就很大，这样启动电阻就大，以保证足够的启动转矩。这么一来，转子尺寸加大了，不光是转子加大，定子也会加大，等于是材料要多了，重量增加了。

有了变频调速后，随频率从低到高的变化，电机的启动转矩自然会变得比较大。这样一来，在电机设计制造思想上，可以摆脱启动转矩的限制，按照新的或者说按变频调速的工况来重新考虑，既可以使电机效率提高，还可以使电动机小型化，这是我们走变频专用电机高效的一条重要思路。这和为提高电动机效率而必须使用更多铜、铁材料的设计思路是不一样的。

李海军：网络化控制与管理已经成为电气传动技术的发展趋势。

请谈一谈电气传动系统的网络化控制与管理的发展水平及应用现状。

王正元：智能化实际上是一个系统工程，是新技术的一个整体，其中特别是微电子技术和电力电子技术、传感技术一起用到变频调速技术当中，所以我比较倾向于用一个大电子的概念来谈电气传动，要把计算机、网络的概念融进来。这就是说，我们所讲的用电子技术来改造传统产业，应该讲是一个大电子的概念，不能够光靠微电子技术，实际上光有微电子是改造不成的，微电子的能量太小，只能给指令，几十年的经验证明单靠微电子技术，对国民经济的贡献的是有限的，它只能在小容量上以及传递信号方面发挥作用。在传递能量方面光靠微电子是不行的，必须和电力电子技术、传感技术相结合。这是当前高科技同传统制造业结合，形成新型先进制造业的特点。

李海军：变频调速是最有发展前途的一种交流调速方式。请分析变频调速技

交流变频调速传动具有以下特点：　　 
2.1可以使普通异步电动机实现无级调速。　　 
2.2启动电流小，减少电源设备容量。　　 
2.3启动平滑,消除机械的冲击力,保护机械设备。　　 
2.4对电机具有保护功能,降低电机的维修费用。　　 
2.5具有显著的节电效果。　　 
　　由于交流变频调速传动技术具有上述特点，已开始取代直流调速装置，成为现代电气传动的发展方向。 

3、交流变频技术在棉纺织设备中推广应用的必要性  纺纱工艺流程中要求加工设备的电气传动稳定，点动、启动及升降速都应平滑实现，这样才能是纤维的牵伸均匀，降低重量不匀和条干CV值。在棉纺设备的传动系统中，都是由皮带与齿轮来承担，由于电动机启动硬度的原因，在点动与启动过程中，不可避免地会出现皮带打滑，齿轮冲击等现象。在机械传动轮系中，齿轮越多，造成齿轮损伤的机率就越大，应用交流变频技术就能够很好的解决平滑启动，消除机械启动时的冲击力，实现无级调速，满足生产工艺要求，提高成纱质量。应用此技术在纱支品种变化的  情况时，不需改变牙齿或皮带轮，设备工艺转速的改变只需通过变频设定就可完成

矢量控制？ 
答：为了使笼型异步电机快速响应运转（像由晶闸管供电的直流电机那样），控制变频器输出电流的大小、频率及相位，用以维持电机内部的磁通为所规定的值，产生所需的转矩，这就叫作矢量控制。或者说根据异步电动机的动态数学模型，对电机的转矩电流分量和励磁电流分量分别进行控制。