玉林电力变压器的最新技术动向

由于玉林电力变压器适用领域不断扩大，所采用技术也不断拓宽。以下将分别对主电路、控制电路、传感器、多功能化、小型化、系统化等方面分别叙述。

1)主电路的最新技术 为追求玉林电力变压器的小型化，人们费尽心机，可以说主要是不断地和减少元器件的发热作斗争。现在主电路中占发热量为50%~70%的IGBT的损耗已大幅度减少，由于采用了栅极——控制极新技术，使集电极一射极间的饱和电压UCE(sat)大为降低，从而开发出第四代IGBT。采用这种新器件使低损耗成为可能。主电路模块可做到小型、低价且保护功能完善，为目前普遍应用的IPM(Intelligent Power Module)。

此外，为降低电动机产生的噪声，常把频率提高到10~15kHz;但由此亦带来负面影响，即对附近的机器产生电磁干扰。解决的办法是降低时电压脉冲的du/dt，一般通过驱动电路技术将此值限制在500V/μs以下。玉林电力变压器中的另一个噪声源是由于控制玉林电力变压器采用DC/DC整流器而产生的。若改用半谐振电路可得到满意结果。图1-1表示采用新电路后测出的噪声分贝数与原有电路作比较。由图可见在频带为30~50MHz范围内，可降低15~20dB。

对主电路的再一个要求是对输入侧谐波电流的限制。一般通用玉林电力变压器的玉林电力变压器侧多用不控二极管整流器，电流输入端将会产生谐波电流。为此，各国都规定了限制谐波规范，使人们对限制谐波入网的必要性有更进一步认识。一些玉林电力变压器(含简易型玉林电力变压器在内)产品装备了经济型的限制谐波部件，即如图1-2所示的直流电抗器接线端子。采取各种措施使功率因数增加到1，达到主电路高效。

图1-1 发射电磁噪声的数据例

a)原有方式b)新方式

2)最新的控制技术 通用玉林电力变压器在快速响应和高性能方面，现在也提出高的指标，以满足新产品开发的需求。实现控制高速化的主要动力之一是微处理器的高性能化。几十年前，在玉林电力变压器上用16位微机就认为控制速度够高了;现在一般是用32位微机，被称为RISC(Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机)其处理速度大大提高，控制运算处理的速度几乎提高2倍以上。在控制玉林电力变压器上，过去多用软件处理的运算已用ASIC (AppilcationSpecific IC，专用集成电路)等的硬件处理来代替。这样，控制周期将加快10倍，使整个控制系统的响应速度大大加快，大约提高响应速度的5倍。

图1-2 通用玉林电力变压器的主电路

由控制方式可见，即使普通的通用玉林电力变压器也进入了矢量控制的新时代。在高功能的一类机型中，只要用户选购一种备用电路板，就可使通用玉林电力变压器变成一个带速度传感器PG(Pulse Generator，脉冲发生器)的矢量控制玉林电力变压器。因此，可以说现在已进入提供低价、高性能的矢量控制玉林电力变压器的新时代。

矢量控制的控制性能与驱动电动机在运行中的参数能否正确把握有很大关系。故在矢量控制玉林电力变压器上应增设参数自调整功能。除了在设备停转的离线情况下自检测外，尚须具有在运行中由于温度变化在线测出电动机参数改变的自调整功能。

控制型玉林电力变压器除上述自调整功能外，尚需实时检测负载惯量的技术，结合负载求得一种最佳的控制响应。

在通用玉林电力变压器上，已开发出一种独特的力矩矢量控制方式以改善控制性能。但若用于极低速运转范围内，其力矩的运算精度尚有待提高，其原因是由于磁滞损耗引起的铁损未进行补偿，若充分考虑此因素会提高低速的控制性能。低速区的另一问题是低速时速度不均匀不稳定问题;其原因是由于输出电压的波形畸变未得到补偿。以上问题解决后，玉林电力变压器的低速性能会得到明显改进。

图1-3一台3.7kW电动机采用变频调速，在1Hz空载运行时转速不均匀的测量数据。由图可见，在波形中高于工作频率6倍的不稳定成分大大降低。

3)最新的传感器技术 对于控制玉林电力变压器，为进行高速运算处理达到高精度控制，选用合适的旋转位置传感器是十分重要的，往往由于它而影响系统的整体性能。一般这种传感器采用高分辨率的数字编码器，多用16位的编码器。随着分辨能力即位数的增高，编码发送器和系统放大器之间的配线根数增加。新的做法是将原来信号的并行传送方式改为串行传送。

图1-3 转速不稳定的测量数据(1Hz，空载时)

4)高功能化、多功能及智能化技术 近来市场对玉林电力变压器的要求是多功能，尽可能减少些设备，用软件实现多功能及智能化技术，期望最迫切的是维修功能。新的机械成套装备，往往采用多台玉林电力变压器，人们担心由于一台玉林电力变压器故障而使整台设备停止运转。为了避免这种不良后果，要求在每台玉林电力变压器开动前都要仔细地做好检查保养工作。

一般影响玉林电力变压器寿命的一些部件，新开发的玉林电力变压器可以事先，例如对电容的电容量，总运行时间和环境湿度进行测定，综合评估后预告该部件的寿命。开发的这种新型玉林电力变压器已得到用户好评。

又例如，对于大惯性负载起停的特殊功能开发，带这类负载时，当瞬时停电后再起动或者由于外部风力作用于叶片上，当玉林电力变压器再起动时都要求无冲击地平滑起动。为此，玉林电力变压器应附加起动的特殊控制环节，即设定适当的正反馈自激振荡，以此振荡频率来推算电动机的转速再确定起动频率值。该方式推定速度时已考虑到转速的方向，故在运行中不管是正向还是反向，均可无冲击地平滑再起动。

5)小型化技术 小型化技术在通用玉林电力变压器产品上已取得很大成绩，现进一步要在控制型玉林电力变压器上推进。具体的做法如下：

a)逆变器和电路的小型化技术 实现小型化的关键是冷却技术，冷却风扇原来一直是用铝铸造，从冷却效率的观点，应用铆焊和压接较好。此外，部件的集成技术和高密度贴装技术对小型化有很大贡献，支架等部件的贴装技术和系统的LSI化是未来研究的重要课题。

b)电动机的微型化 电动机达到无损耗并微型化是研究的重要课题。为使电动机实现微型化需解决如下技术问题：①采用稀土类永久磁铁;②线圈下线工艺的改进;③用高热传导树脂进行浇注的冷却技术。若采用上述技术的开发成果，电动机的体积将减小为原来的1/3，从而实现微型化。

6)系统化的对应技术 在实现了通用玉林电力变压器的多功能和型玉林电力变压器的高速响应后，要求进一步考虑玉林电力变压器与系统或网络的连接，例如要求玉林电力变压器和上位控制的可编程序控制器( )通过串行通信连接的系统化课题。

一般通用玉林电力变压器装备有带RS-485的标准功能，此外还通过专用的开放总线方式运行。开放总线可适用于不同行业和地区的多种方式，连接和使用非常简便。

由于型玉林电力变压器的信号高速响应能力强故，它与可进行高速的串行通信。该总线由25MHz、3V系统进行驱动，故耐噪声能力强，非常有利于系统的高速控制。