控制技術論文范文

1流程設置選擇

因控制超溫的方式不同，目前主要分為高水氣比、低水氣比、中低水氣比變換工藝［3］。其中高水氣比變換工藝又分為全高水氣比、高水氣比分股變換工藝。對于SE－東方爐粉煤氣化制甲醇，經計算，變換水氣比0．5左右即可滿足制甲醇的部分變換需求，其粗合成氣自身所帶水氣是過剩的。因此，試圖通過提高粗合成氣的水氣比來控制變換反應溫度的工藝顯然非常不經濟。目前運行的高濃度CO高水氣變換流程存在如下問題：①初期開車由于負荷低，第一變換爐超溫到500℃，為降低床層溫度，水氣比要高于1．6，甚至達到1．8，造成了能量巨大的浪費；②由于濕氣空速大，變換反應深度增加，因此單爐催化劑用量多；③催化劑使用壽命短，目前運行的Shell和GSP氣化高水氣比裝置，第一變換爐催化劑使用壽命都不超過1a。對于高濃度CO粗合成氣，現有高水氣比變換紛紛進行技術改造，降低其水氣比，節約能耗。Shell粉煤氣化在國內應用較為成熟，與之相配套的變換工藝有全高水氣比、全低水氣比、低串中水氣比工藝［4］。全高水氣比工藝為預變換爐前一次性補足水蒸氣，如SE－東方爐粉煤氣化采用全高水氣比變換來控制爐溫，需要添加大量的高壓蒸汽，由于合成甲醇不需要過高的變換率，這些添加的蒸汽最終并未參與變換反應，并且需要通過換熱將其冷凝成水，能耗較高。屬于改進型的高水氣比分股變換工藝，仍需將一股配加蒸汽至高水氣比，雖然達到相對節省蒸汽的目的，但造成蒸汽和熱量浪費的同時，仍然增加了后續工段管線設備的投資和冷凝液處理的負擔。而全低水氣比、低串中水氣比工藝則需先降低SE-東方爐粉煤氣化粗合成氣中的水氣比，后續又補充蒸汽或水。顯然以上與Shell粉煤氣化配套的變換工藝均不適用于SE－東方爐粉煤氣化制甲醇。因此，SE－東方爐粉煤氣化制甲醇變換工藝技術選擇思路為降低其水氣比控制變換反應溫度，并且在后續變換爐前不補充蒸汽或水。目前有兩種與之配套且先進的變換工藝：動力學控制變換工藝和熱力學控制變換工藝。以某年產180萬噸甲醇裝置為例，該裝置生產規模日投煤量7500t，生產的粗合成氣有效氣量為516000m3／h，粗合成氣中CO（干基）體積含量70％，水氣比0．92，要求變換裝置出口變換氣中H2／CO為2．26±0．02。因裝置規模大，變換設置兩系列。以下針對單系列對兩種工藝進行比較。

1．1動力學控制變換工藝動力學控制變換工藝流程見圖2。粗合成氣全量進入1＃低壓蒸汽發生器副產低壓蒸汽，同時調整水氣比至約0．55后，經氣氣換熱器升溫進入第一變換爐進行變換反應，出口氣體經換熱后，進入1＃中壓蒸汽發生器副產中壓蒸汽，降溫后進入第二變換爐繼續變換反應，出第二變換爐變換氣進入2＃中壓蒸汽發生器副產中壓蒸汽后，與第一變換爐出口跨線變換氣混合，調整出裝置工藝氣H2／CO，混合工藝氣依次進入2＃低壓蒸汽發生器、鍋爐給水預熱器、脫鹽水預熱器回收熱量。動力學控制變換工藝通過適當減少第一變換爐中的催化劑，即控制催化劑裝填量的辦法，能達到控制床層熱點溫度從而達到控制反應深度的目的［6］。但是，由于CO濃度和水氣比都高，反應的推動力太大，催化劑的裝填量只要有少量的變化，就會明顯影響床層的熱點溫度，因此催化劑的用量必須準確，否則會因為反應深度的增加而造成床層“飛溫”的不良結果。如果催化劑的裝填量固定不變，則在裝置開車初期，負荷小或氣量波動時，催化劑裝填量勢必富余，導致粗合成氣反應深度加大而超溫。運用一種新開發的分層進氣變換反應器技術，當生產裝置運行負荷低時，氣體只經過下層進行變換反應，可以避免因為催化劑裝填富余，CO過度反應使床層超溫；當生產裝置運行正常時，氣體可以全部從上段進入或者上段和下段同時進入，以此來滿足生產要求。該工藝主要缺點是：變換反應溫度控制的影響因素較多，催化劑的裝填量、原料氣負荷、水氣比的波動均影響反應溫度，操作控制系統設計較復雜。

1．2熱力學控制變換工藝熱力學控制變換工藝流程見圖3。粗合成氣首先分為兩路，一路進入1＃低壓蒸汽發生器副產低壓蒸汽，同時調整水氣比至約0．25后，經氣氣換熱器升溫進入第一變換爐進行變換反應，出口氣體經換熱后，進入1＃中壓蒸汽發生器副產中壓蒸汽，降溫后與另一路粗合成氣匯合后經脫毒槽進入第二變換爐繼續變換反應，出第二變換爐變換氣依次進入中壓蒸汽過熱器、2＃中壓蒸汽發生器、2＃低壓蒸汽發生器、鍋爐給水預熱器、脫鹽水預熱器回收熱量。熱力學控制變換工藝在粗合成氣主路設置非變換旁路跨越第一變換爐，再與另一路經第一變換爐的低含水量變換氣混合后進入第二變換爐反應，可穩定調控水氣比，且無需補充蒸汽調整水氣比，節約能耗效果顯著。第一、二變換爐催化劑裝填量均為足量，都按照接近反應平衡控制變換深度進行設計，結合粗合成氣旁路、主路流量比值控制及第一變換爐之前設置蒸汽發生器，運行負荷變化時不需要調整；且由于反應平衡控制的特點，在不同運行負荷下第一變換爐發生甲烷化反應的風險很小。該流程應注意的是，運行過程特別是開工導氣初期，由于操作或調整不當出現水氣比過低而容易導致甲烷化超溫發生。此時可根據床層溫度適當調整第一變換爐水氣比，控制床層熱點溫度不高于380℃，避免甲烷化的發生。在運行末期，可以通過適當減小進入第一變換爐的氣量或者適當提高第一變換爐反應器入口的水氣比，來維持較高的CO轉化率，使裝置仍能夠穩定運行。此工藝操作過程簡單，兼顧了第一、二變換爐反應器的溫度控制和水氣比要求，既很好地控制了第一變換爐反應器的熱點溫度，又使第二變換爐反應器入口氣體在降溫的同時提高了水氣比。

2分析比較

兩種工藝有相似之處，即均采用了降低原料粗合成氣中水氣比的方法。究其原因，一方面制甲醇其水氣比是過剩的，節能效果顯著；另一方面可以降低變換反應的劇烈程度，增強了裝置的穩定性和可操作性。不同的是第一變換爐變換反應控溫方式的差異，動力學控制變換工藝是減少催化劑裝填量，使變換未反應完全即送出第一變換爐，而熱力學控制變換工藝是變換反應達到平衡后送出第一變換爐。

2．1技術參數表1是兩種工藝的主要技術參數對比，從表1中可知，兩種工藝均能滿足生產要求。兩種工藝經廢熱鍋爐后，降低第一變換爐進口的水氣比，因各自控溫方式的不同而產生較大差異。且2個變換爐進口溫度、床層熱點溫度呈現出不同的高低分布。動力學控制變換工藝2個爐進口溫度均較高，床層熱點溫度前高后低。熱力學控制變換工藝2個爐進口溫度均較低，床層熱點溫度前低后高。比較而言，較低的進口溫度有利于催化劑的升溫還原操作和使用壽命的延長，也便于換熱流程的組建，而且變換工藝的控溫關鍵是第一變換爐，第一變換爐較低的床層熱點溫度可以更有效避免甲烷化的發生。由于兩種工藝變換爐熱點溫度的差異，換熱流程從熱量有效利用的角度考慮，中壓蒸汽過熱器設置位置不同，動力學控制變換工藝中，中壓蒸汽過熱器直接設置在了第一變換爐出口，而熱力學控制變換工藝則設置在了第二變換爐出口。

2．2能耗表2是兩種工藝的主要消耗對比。當生產規模一定時，不同變換工藝的能耗主要體現在蒸汽和工藝余熱上。由表2可知，兩種工藝副產的蒸汽基本相當，低溫位工藝余熱、冷凝液總量、循環冷卻水水量，熱力學控制變換工藝略多，此結果是由于熱力學控制工藝進入變換系統的總水氣比略高于動力學控制工藝。兩種工藝均采用了前置廢熱鍋爐，并且后續不補充蒸汽或水，變換深度相當，變換產生的整體熱量和冷凝液基本相同，只是熱量及冷凝液的分配有所不同，故由表2可看出兩方案能耗相當。

1現代電氣控制技術的應用現狀

隨著現代電氣控制技術迅速發展，其應用范圍和領域不斷擴大。同時由于現代眾多領域的生產經營都是建立在電氣系統上，而電氣系統能實現對電氣設備平穩控制，因此該技術應用范圍不斷擴大，從家庭供電系統和電器使用到中小型企業再到能源、鋼鐵等重工業生產領域都可見到電氣控制系統的身影。具體來說，現代電氣控制系統主要應用在：環保行業、高爐鼓風機及鐵路起重設備等，下面分別展開論述。

1.1環保工程

隨著時展，全球各國都開始注重環境保護，以降低環境問題對人類生存和生產的危害，因此越來越多環保工程應運而生。中國一直將環境污染治理作為基本國策之一，在各行各業發展中都將保護環境作為生產的原則之一。在這個背景下，環境工程成為近年來發展較快的行業。尤其是環保工程常常涉及到燃料脫硫過程，在這個過程中應用電氣控制技術，能提升生產效率，并保障生產的安全性和穩定性。將電氣控制技術運用到煤炭脫硫生產過程中，能有效避免生產過程中的安全問題，且操作人員能采用遠程操作方法來實現脫硫工作，不僅效率得到提升，也避免了有毒物質對人體傷害。

1.2高爐鼓風機

由于中國建筑行業快速發展，對鋼材的需求不斷提升。而電氣控制技術在高爐鼓風機中得到了廣泛應用。a)電氣控制技術的穩定性和連續性能更好地防止高爐鼓風機出現運行中的故障，降低運行事故發生概率；b)電氣控制技術能實現高爐鼓風機整體性能的大幅提升。通過電氣控制技術的使用，能有效改進高爐工作，使整體煉鋼水平得到提升。同時要對鼓風機低電壓跳閘的電氣控制技術、二次控制電源的電氣控制技術及瞬時斷電的電氣控制技術進行大力技術改造。

1.3鐵路起重設備

在電氣控制技術起步階段，中國的鐵路起重機在運行過程中存在很多局限性，且涉及到很多協調工作，無法滿足鐵路救援工作需求，而在當時經濟條件下無法大量引進國外發達國家生產的機械設備，使得起重機控制工作非常困難。隨著電氣控制技術的發展和應用，中國鐵路起重設備逐步向著智能化、高集成度、自動化方向發展，使鐵路救援工作更加靈活，成本低廉且便與維修。其中，PLC技術的出現成功解決了鐵路起重設備中的問題。PLC是一個以微處理器為核心，數字運算操作的電子系統裝置，專為在工業現場應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時/計數和算術運算等操作指令，并通過數字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型機械或生產過程。通過PLC技術應用，使中國擺脫了國外技術控制，鐵路運輸業得到了飛速發展。

摘要：本文以節能環保性電氣控制技術為研究對象。通過節能項目、高爐鼓機、樓宇管理、高鐵起重這四個方面的應用論述分析，詳細說明的該項技術的應用內容，并在智能技術與開放化網絡環境的背景前提中，說明此項技術內容的應用條件，供相關研究參考交流。

關鍵詞：節能環保；電氣控制；技術應用

時代技術條件的發展，為我國節能性環保社會的建設提供必要的科學條件。在電氣控制技術領域中，這種科技發展的成長性表現的尤為明顯。隨著近年來的科技發展，節能環保性的電氣控制技術已經在各行業領域內容發揮出了重要的功能作用。在不斷為人們便捷化生產生活提供服務的同時，也需要對應用技術現狀進行分析，以便更加精確地定位未來技術的發展要點。

1節能環保電氣控制技術現階段應用內容

1.1環保項目

環保事業的發展，是社會經濟發展的必然，也是人類對于美好生活環境的客觀需要。在認識理念不斷深化的同時，對于環保內容的投入水平也在不斷增加，科技領域中，也在通過自身的建設升級，不斷推進環保事業的發展進程，盡可能地縮減人類生產生活活動為環保帶來的壓力條件。在我國的社會環境中，采取了一系列積極的政治政策，力求環保事業不斷壯大與發展。為此，不僅將環境污染治理工作列入了我國的基本國策，也在對相關企業進行管理的過程中，明確地說明了環保工作的必要性。通過此類引導與控制工作的引導與管理，也使得從事環保事業的相關行業得到了轉型發展的契機與動力[1]。例如，在燃料脫硫的技術內容中，已經能夠通過科學化的電氣控制系統，在保證生產效率不受影響的條件下，對生產中的環保水平進行本質化的提升與優化，并借此保證了生產過程中的安全性。又如，在煤炭行業的建設發展中，煤炭脫硫工作已經能引入了電氣控制技術，并借此機會形成環保化生產的技術條件，為推進行業環保化轉型升級創造了基礎性的科技條件。同時，在煤炭脫硫的電氣控制系統中，還能解放勞動力條件，通過遠程化的控制方法，消除生產過程中，有害物質對于人身健康所造成的負面影響，使節環保化電氣控制技術的生產優勢，能夠更加深切地落實下去。

1.2高爐鼓機

鋼鐵產業生產，是保證制造業穩定發展的基本條件。我國的鋼材生產，也受到建筑領域發展的影響，呈現出持續穩定的發展狀態。然而在環保化理念的政策引導下，鋼鐵生產加工企業，也需對自身的生產模式做出調整，以此保證生產生產過程中的環保化水平，并由此實現自身的生產模式轉型。為此，鋼鐵企業引入了大量的節能電氣控制系統。現階段的技術條件下，這類節能電氣技術主要在以下兩個方面中展現自身的應用優勢。其一，電氣控制技術中，能夠保證生產的連續性與穩定性，尤其是在高爐鼓風機設備的應用中，可以大大降低設備發生故障的概率。其二，在高爐鼓風機設備中設置節能電氣控制技術，可保證生產的速率條件。并在進行控制的過程中，對其中的生產故障作出預警，通過對固定參數的分析，提前分析發生故障的概率。

摘要:隨著社會的發展，電力電子的控制技術也在逐漸的朝著高效性和智能化的方向進行發展。可編程邏輯器件在電力電子的控制技術中得到了較為廣泛的應用，處理速度快是可編程邏輯器件的優點。本篇論文主要對可編程邏輯器件的特點和具體的應用情況進行了深入的分析，在可編程邏輯器件的高集成和高速性的基礎上，提出了具體的可編程邏輯器件在電力電子地控制技術的設計方案，對于可編程邏輯器件在電力電子的控制技術中的應用進行了深入的研究和分析。

關鍵詞:可編程邏輯器件;電力電子控制;應用

在現代工業的發展過程中，電力電子技術的發展方向開始向電能變換和功率處理的方向進行發展。電力電子系統最根本的控制功能就是開關控制。另外，在電力電子的控制系統里還包含了系統變量的調整和控制的算法實現的具體研究。電力電子的控制技術的發展過程是從傳統的模擬的控制技術到數字的控制技術方向進行發展的。電力電子的控制系統具有十分高的實時性，通過采取數字控制技術來對控制器進行更高標準的要求和選擇，，這主要是由于控制器的性能能夠決定電力電子控制系統的性能。由于可編程邏輯器件所具有的高集成性和高效性的特點，使其在電力電子的控制系統里得到了廣泛的推廣，以此來滿足電力電子的控制系統中對于控制器的需求。

1可編程邏輯器件特點

在現代工業電子技術的發展過程中，可編程邏輯器件也得到了飛速的發展，由于其具有的高效性和低價位的特點，使其在現代的信息處理領域中得到了廣泛的應用和推廣。經過總結來看，可編程邏輯器件技術的發展主要具有以下幾個特點:可編程邏輯器件具有較高的的集成度，在可編程邏輯器件的產品里面主要在30萬門以上，其寄存器具主要有2萬以上，這就決定了其具有的很強的信息集成處理的功能;另外，可編程邏輯器件還具有線路重新配置和系統編程的功能，在這種基礎上，使得其的開發周期大大的縮短，在詳細的設計中也變得更加的簡單容易，同時也降低了投資的風險性;另外在可編程邏輯器件中還嵌入了一些存儲器，這些嵌入的存儲器主要包括ROM等不同類型，這也就幫助其在進行信號處理和處理的過程中的時候具有較大的儲存能力;可編程邏輯器件還同時具有倍頻技術和時鐘鎖定的技術，在這種特點基礎上可以有效的解決時鐘脈沖的延長問題，大大的提升了高效率，也可以進一步滿足信號處理的高速性的需求;電子設計自動化也是可編程邏輯器件的特點，能夠進一步保證用戶在使用時的方便性和快捷性的需求，使得電子設計自動化的應用更廣泛，也就因為可編程邏輯器件的各個優點，使得其應用領域越來越廣泛。將可編程邏輯器件應用在電力電子的控制技術中，可以進一步滿足信息的實時性處理的需求，在處理的速度上也可以進一步加快，其自身所具有的體積小和高集成性的特點也是硬連線中沒有的，對于電力電子控制技術中的控制電路來講，可編程邏輯器件的優勢大于硬連線的方式。由于可編程邏輯器件的設計的靈活性，對于信息的高處理的能力，也給設計者們帶來了方便，由此可見，將可編程邏輯器件在電力電子的控制技術中進行應用，可以進一步提高電力電子的控制技術的精準度和速度。由于可編程邏輯器件的高性能特征，使其能夠在一個可編程邏輯器件的情況下，就能完成一個數字系統。當可編程邏輯器件PLD對系統的硬件設計進行處理時，可以采用軟化的設計方式進行處理;另外，在對于數字系統進行設計的時候，也可以運用其進行軟件的編程，在編程的過程中將各個模塊進行充分的利用，在這種基礎上就可以大大的縮短設計的時間和周期。同時有過有需要，在編程邏輯器件PLD中的程序中還可以進行加密的處理，以此來保證程序的安全性和完整性。同時，我們還可以采取方針的方式進行系統實際運行的模擬操作，以此來驗證系統的整個設計的效果是否能夠達到要求，如果不符合要求，就可以在模擬運行的基礎上進行修改，一直到滿意為止。

2在電力電子控制技術中應用可編程邏輯控件PLD的分析

在當前社會中，通過對可編程邏輯器件的結構進行分析，可以將其劃分為可編程門陣列器件FPGA和復雜的可編程邏輯器件CPLD。復雜的可編程邏輯器件CPLD其邏輯性能較強，可編程門陣列器件FPGA則具有較強的寄存功能。在復雜的可編程邏輯器件CPLD中，可以實現對于時間延長的預測，雖然復雜的可編程邏輯器件CPLD的速度較快，但是其功率損耗度也較高。在復雜的可編程邏輯器件CPLD的結構特點中對于計算輸出和輸入的延長更加有利，它可以實現不霸占內部資源從而實現具體的功能，這也是復雜的可編程邏輯器件CPLD最突出的優點。而可編程門陣列器件FPGA則可以在通信設備復雜的通路中進行運用，還可以在工業的控制數據的采集系統里面進行運用。可編程門陣列器件FPGA主要采取的是分布的結構，我們可以看見在器件的芯片表面有很多的徼型邏輯單元，這些布線十分的復雜并且延長的很難進行預測，因此當對可編程門陣列器件FPGA設計的時候，還需要對于延長的方面進行設計。這兩種可編程門陣列器件在具體的編程方式上也有很大的不同，CPLD主要是應用于FLASH的存儲器編程，這樣可以保證當系統出現斷電或者其他意外情況的時候，編程的信息不會丟失，確保信息安全;FPGA的編程主要以SRAM作為基礎，但是當出現意外或者斷電的時候，信息就會丟失。當系統重新恢復的時候，還需要從外部的存儲器里把信息重新進行導入SRAM中。安全性比較差。所以在實際的使用過程中，我們可以根據工作的需要對兩種器件進行選擇，根據實際的需要確保電力電子控制技術更好的發展。

3結語

論文關鍵詞：交流傳動；半導體；電動機

論文摘要：交流電動機固有的優點是：結構簡單，造價低，堅固耐用，事故率低，容易維護；但它的最大缺點在于調速困難，簡單調速方案的性能指標不佳，這只能夠依靠交流調速理論的突破和調速裝置的完善來解決。本文論述了交流調速傳動的現狀和發展

交流傳動系統之所以發展得如此迅速，和一些關鍵性技術的突破性進展有關。它們是功率半導體器件（包括半控型和全控型）的制造技術、基于電力電子電路的電力變換技術、交流電動機控制技術以及微型計算機和大規模集成電路為基礎的全數字化控制技術。為了進一步提高交流傳動系統的性能，國內外有關研究工作正圍繞以下幾個方面展開：

1采用新型功率半導體器件和脈寬調制（PWM）技術

功率半導體器件的不斷進步，尤其是新型可關斷器件，如BJT（雙極型晶體管）、MOSFET（金屬氧化硅場效應管）、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）的實用化，使得開關高頻化的PWM技術成為可能。目前功率半導體器件正向高壓、大功率、高頻化、集成化和智能化方向發展。典型的電力電子變頻裝置有電壓型交-直-交變頻器、電流型交-直-交變頻器和交-交變頻器三種。電流型交-直-交變頻器的中間直流環節采用大電感作儲能元件，無功功率將由大電感來緩沖，它的一個突出優點是當電動機處于制動（發電）狀態時，只需改變網側可控整流器的輸出電壓極性即可使回饋到直流側的再生電能方便地回饋到交流電網，構成的調速系統具有四象限運行能力，可用于頻繁加減速等對動態性能有要求的單機應用場合，在大容量風機、泵類節能調速中也有應用。電壓型交-直-交變頻器的中間直流環節采用大電容作儲能元件，無功功率將由大電容來緩沖。對于負載電動機而言，電壓型變頻器相當于一個交流電壓源，在不超過容量限度的情況下，可以驅動多臺電動機并聯運行。電壓型PWM變頻器在中小功率電力傳動系統中占有主導地位。但電壓型變頻器的缺點在于電動機處于制動（發電）狀態時，回饋到直流側的再生電能難以回饋給交流電網，要實現這部分能量的回饋，網側不能采用不可控的二極管整流器或一般的可控整流器，必須采用可逆變流器，如采用兩套可控整流器反并聯、采用PWM控制方式的自換相變流器（“斬控式整流器”或“PWM整流器”）。網側變流器采用PWM控制的變頻器稱為“雙PWM控制變頻器”，這種再生能量回饋式高性能變頻器具有直流輸出電壓連續可調，輸入電流（網側電流）波形基本為正弦，功率因數保持為1并且能量可以雙向流動的特點，代表一個新的技術發展動向，但成本問題限制了它的發展速度。通常的交-交變頻器都有輸入諧波電流大、輸入功率因數低的缺點，只能用于低速（低頻）大容量調速傳動。為此，矩陣式交-交變頻器應運而生。矩陣式交-交變頻器功率密度大，而且沒中間直流環節，省去了笨重而昂貴的儲能元件，為實現輸入功率因數為1、輸入電流為正弦和四象限運行開辟了新的途徑。

隨著電壓型PWM變頻器在高性能的交流傳動系統中應用日趨廣泛，PWM技術的研究越來越深入。PWM利用功率半導體器件的高頻開通和關斷，把直流電壓變成按一定寬度規律變化的電壓脈沖序列，以實現變頻、變壓并有效地控制和消除諧波。PWM技術可分為三大類：正弦PWM、優化PWM及隨機PWM。正弦PWM包括以電壓、電流和磁通的正弦為目標的各種PWM方案。正弦PWM一般隨著功率器件開關頻率的提高會得到很好的性能，因此在中小功率交流傳動系統中被廣泛采用。但對于大容量的電力變換裝置來說，太高的開關頻率會導致大的開關損耗，而且大功率器件如GTO的開關頻率目前還不能做得很高，在這種情況下，優化PWM技術正好符合裝置的需要。特定諧波消除法（SelectedHarmonicEliminationPWM——SHEPWM）、效率最優PWM和轉矩脈動最小PWM都屬于優化PWM技術的范疇。普通PWM變頻器的輸出電流中往往含有較大的和功率器件開關頻率相關的諧波成分，諧波電流引起的脈動轉矩作用在電動機上，會使電動機定子產生振動而發出電磁噪聲，其強度和頻率范圍取決于脈動轉矩的大小和交變頻率。如果電磁噪聲處于人耳的敏感頻率范圍，將會使人的聽覺受到損害。一些幅度較大的中頻諧波電流還容易引起電動機的機械共振，導致系統的穩定性降低。為了解決以上問題，一種方法是提高功率器件的開關頻率，但這種方法會使得開關損耗增加；另一種方法就是隨機地改變功率器件的導通位置和開關頻率，使變頻器輸出電壓的諧波成分均勻地分布在較寬的頻帶范圍內，從而抑制某些幅值較大的諧波成分，以達到抑制電磁噪聲和機械共振的目的，這就是隨機PWM技術。

2應用矢量控制技術、直接轉矩控制技術及現代控制理論

交流傳動系統中的交流電動機是一個多變量、非線性、強耦合、時變的被控對象，VVVF控制是從電動機穩態方程出發研究其控制特性，動態控制效果很不理想。20世紀70年代初提出用矢量變換的方法來研究交流電動機的動態控制過程，不但要控制各變量的幅值，同時還要控制其相位，以實現交流電動機磁通和轉矩的解耦，促使了高性能交流傳動系統逐步走向實用化。目前高動態性能的矢量控制變頻器已經成功地應用在軋機主傳動、電力機車牽引系統和數控機床中。此外，為了解決系統復雜性和控制精度之間的矛盾，又提出了一些新的控制方法，如直接轉矩控制、電壓定向控制等。尤其隨著微處理器控制技術的發展，現代控制理論中的各種控制方法也得到應用，如二次型性能指標的最優控制和雙位模擬調節器控制可提高系統的動態性能，滑模（Slidingmode）變結構控制可增強系統的魯棒性，狀態觀測器和卡爾曼濾波器可以獲得無法實測的狀態信息，自適應控制則能全面地提高系統的性能。另外，智能控制技術如模糊控制、神經元網絡控制等也開始應用于交流調速傳動系統中，以提高控制的精度和魯棒性。

論文關鍵詞：交流傳動；半導體；電動機

論文摘要：交流電動機固有的優點是：結構簡單，造價低，堅固耐用，事故率低，容易維護；但它的最大缺點在于調速困難，簡單調速方案的性能指標不佳，這只能夠依靠交流調速理論的突破和調速裝置的完善來解決。本文論述了交流調速傳動的現狀和發展

交流傳動系統之所以發展得如此迅速，和一些關鍵性技術的突破性進展有關。它們是功率半導體器件（包括半控型和全控型）的制造技術、基于電力電子電路的電力變換技術、交流電動機控制技術以及微型計算機和大規模集成電路為基礎的全數字化控制技術。為了進一步提高交流傳動系統的性能，國內外有關研究工作正圍繞以下幾個方面展開：

1采用新型功率半導體器件和脈寬調制（PWM）技術

功率半導體器件的不斷進步，尤其是新型可關斷器件，如BJT（雙極型晶體管）、MOSFET（金屬氧化硅場效應管）、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）的實用化，使得開關高頻化的PWM技術成為可能。目前功率半導體器件正向高壓、大功率、高頻化、集成化和智能化方向發展。典型的電力電子變頻裝置有電壓型交-直-交變頻器、電流型交-直-交變頻器和交-交變頻器三種。電流型交-直-交變頻器的中間直流環節采用大電感作儲能元件，無功功率將由大電感來緩沖，它的一個突出優點是當電動機處于制動（發電）狀態時，只需改變網側可控整流器的輸出電壓極性即可使回饋到直流側的再生電能方便地回饋到交流電網，構成的調速系統具有四象限運行能力，可用于頻繁加減速等對動態性能有要求的單機應用場合，在大容量風機、泵類節能調速中也有應用。電壓型交-直-交變頻器的中間直流環節采用大電容作儲能元件，無功功率將由大電容來緩沖。對于負載電動機而言，電壓型變頻器相當于一個交流電壓源，在不超過容量限度的情況下，可以驅動多臺電動機并聯運行。電壓型PWM變頻器在中小功率電力傳動系統中占有主導地位。但電壓型變頻器的缺點在于電動機處于制動（發電）狀態時，回饋到直流側的再生電能難以回饋給交流電網，要實現這部分能量的回饋，網側不能采用不可控的二極管整流器或一般的可控整流器，必須采用可逆變流器，如采用兩套可控整流器反并聯、采用PWM控制方式的自換相變流器（“斬控式整流器”或“PWM整流器”）。網側變流器采用PWM控制的變頻器稱為“雙PWM控制變頻器”，這種再生能量回饋式高性能變頻器具有直流輸出電壓連續可調，輸入電流（網側電流）波形基本為正弦，功率因數保持為1并且能量可以雙向流動的特點，代表一個新的技術發展動向，但成本問題限制了它的發展速度。通常的交-交變頻器都有輸入諧波電流大、輸入功率因數低的缺點，只能用于低速（低頻）大容量調速傳動。為此，矩陣式交-交變頻器應運而生。矩陣式交-交變頻器功率密度大，而且沒中間直流環節，省去了笨重而昂貴的儲能元件，為實現輸入功率因數為1、輸入電流為正弦和四象限運行開辟了新的途徑。

隨著電壓型PWM變頻器在高性能的交流傳動系統中應用日趨廣泛，PWM技術的研究越來越深入。PWM利用功率半導體器件的高頻開通和關斷，把直流電壓變成按一定寬度規律變化的電壓脈沖序列，以實現變頻、變壓并有效地控制和消除諧波。PWM技術可分為三大類：正弦PWM、優化PWM及隨機PWM。正弦PWM包括以電壓、電流和磁通的正弦為目標的各種PWM方案。正弦PWM一般隨著功率器件開關頻率的提高會得到很好的性能，因此在中小功率交流傳動系統中被廣泛采用。但對于大容量的電力變換裝置來說，太高的開關頻率會導致大的開關損耗，而且大功率器件如GTO的開關頻率目前還不能做得很高，在這種情況下，優化PWM技術正好符合裝置的需要。特定諧波消除法（SelectedHarmonicEliminationPWM——SHEPWM）、效率最優PWM和轉矩脈動最小PWM都屬于優化PWM技術的范疇。普通PWM變頻器的輸出電流中往往含有較大的和功率器件開關頻率相關的諧波成分，諧波電流引起的脈動轉矩作用在電動機上，會使電動機定子產生振動而發出電磁噪聲，其強度和頻率范圍取決于脈動轉矩的大小和交變頻率。如果電磁噪聲處于人耳的敏感頻率范圍，將會使人的聽覺受到損害。一些幅度較大的中頻諧波電流還容易引起電動機的機械共振，導致系統的穩定性降低。為了解決以上問題，一種方法是提高功率器件的開關頻率，但這種方法會使得開關損耗增加；另一種方法就是隨機地改變功率器件的導通位置和開關頻率，使變頻器輸出電壓的諧波成分均勻地分布在較寬的頻帶范圍內，從而抑制某些幅值較大的諧波成分，以達到抑制電磁噪聲和機械共振的目的，這就是隨機PWM技術。2應用矢量控制技術、直接轉矩控制技術及現代控制理論交流傳動系統中的交流電動機是一個多變量、非線性、強耦合、時變的被控對象，VVVF控制是從電動機穩態方程出發研究其控制特性，動態控制效果很不理想。20世紀70年代初提出用矢量變換的方法來研究交流電動機的動態控制過程，不但要控制各變量的幅值，同時還要控制其相位，以實現交流電動機磁通和轉矩的解耦，促使了高性能交流傳動系統逐步走向實用化。目前高動態性能的矢量控制變頻器已經成功地應用在軋機主傳動、電力機車牽引系統和數控機床中。此外，為了解決系統復雜性和控制精度之間的矛盾，又提出了一些新的控制方法，如直接轉矩控制、電壓定向控制等。尤其隨著微處理器控制技術的發展，現代控制理論中的各種控制方法也得到應用，如二次型性能指標的最優控制和雙位模擬調節器控制可提高系統的動態性能，滑模（Slidingmode）變結構控制可增強系統的魯棒性，狀態觀測器和卡爾曼濾波器可以獲得無法實測的狀態信息，自適應控制則能全面地提高系統的性能。另外，智能控制技術如模糊控制、神經元網絡控制等也開始應用于交流調速傳動系統中，以提高控制的精度和魯棒性。

3廣泛應用微電子技術

隨著微電子技術的發展，數字式控制處理芯片的運算能力和可靠性得到很大提高，這使得全數字化控制系統取代以前的模擬器件控制系統成為可能。目前適于交流傳動系統的微處理器有單片機、數字信號處理器（DigitalSignalProcessor--DSP）、專用集成電路（ApplicationSpecificIntegratedCircuit--ASIC）等。其中，高性能的計算機結構形式采用超高速緩沖儲存器、多總線結構、流水線結構和多處理器結構等。核心控制算法的實時完成、功率器件驅動信號的產生以及系統的監控、保護功能都可以通過微處理器實現，為交流傳動系統的控制提供很大的靈活性，且控制器的硬件電路標準化程度高，成本低，使得微處理器組成全數字化控制系統達到了較高的性能價格比。

摘要：通過對林業生物災害理論研究文獻統計分析表明，在年度分布方面，林業生物災害研究文獻發表數量逐年遞增，2008年～2014年發表研究文獻數量出現一個高峰期，最高年份為2014年；在作者與機構分布方面，發表4篇以上的作者研究文獻數占總數的12.33%，主要機構研究文獻數占總數的20.64%；在被引頻次方面，梁軍、張星耀和張國慶等學者研究文獻被引頻次較高；主要作者在林業生物災害的災害學理論研究以及宏觀管理方面，做出了較為深入的研究。

關鍵詞：林業；生物災害；管理；生態論；文獻

1我國林業生物災害發生概況

林業生物災害管理，就是將災害學、管理學理論和生態健康理念引入林業有害生物防治，運用復雜系統的生態論方法，對林業有害生物災害實施科學管理。根據國家統計局統計數據表明，近年來，我國年均林業生物災害發生面積在1100萬平方公里以上，是造林面積的160倍以上，其中2007年林業生物災害發生面積是造林面積的309.6倍。開展林業生物災害管理論研究，探討林業生物災害管理方式方法，可以對我國林業生物災害實行科學的管理，減少林業生物災害對我國森林的危害，為我國生態文明建設保駕護航。開展林業生物災害管理文獻統計分析研究，可以對林業生物災害理論研究成果進行總結，促進林業生物災害理論研究成果交流、利用，從而推進林業生物災害理論研究向更深、更廣層次發展，并對其他行業生物災害乃至災害學理論的發展有著一定的促進作用，豐富了生物災害學和災害學學科內容。

2數據來源與分析方法

通過對中國知網知識資源總庫進行檢索，檢索條件為：（主題=林業有害生物并且主題=生物災害）或者（題名=林業有害生物并且題名=生物災害）或者（主題=森林病蟲害并且主題=生物災害）或者（題名=森林病蟲害并且題名=生物災害）或者（主題=生物災害管理或者題名=生物災害管理）或者（關鍵詞=林業有害生物并且關鍵詞=生物災害）或者（關鍵詞=森林病蟲害并且關鍵詞=生物災害）或者（關鍵詞=生物災害管理）（精確匹配），專輯導航：全部；數據庫：文獻跨庫檢索。對1979年～2018年中國知網知識資源總庫所有文件進行檢索，檢索得到文獻總數為373篇。

3年度發文量分析

分析表明，1991年開始有災害管理理論引入病蟲害防治（植物保護）研究，林業生物災害研究文獻發表數量逐年遞增，1991年～2017年年均發表文獻13.67篇，從2008年～2014年發表研究文獻數量出現一個高峰期，最高年份為2014年，發表文獻數量為49篇。

1醫院承擔的教學任務

1.1實踐教學

醫院里有大量的先進醫療設備，工程技術人員對這些設備相對熟悉，因此，除了承擔傳統的課堂教學外，醫院的醫學工程部門可以利用自身的特點和優勢，承擔許多實踐性教學工作。

1.1.1認識實習認識實習課程一般安排在學生完成了基礎課程以后，進入專業課程學習之前，是基礎課和專業課之間的過渡課程。這門課可以分成2個階段：第1階段采取課堂講座形式，以科普知識和深度講述的形式介紹醫院主要醫療儀器（如CT、DR、彩超儀、監護儀等）的發展歷程、工作原理、結構框圖等；第2階段采取實地參觀形式，由儀器操作人員利用實物給學生講解儀器的主要結構、部件，儀器的操作步驟、參數設置，臨床應用等。這門課程學生一般不參與儀器的操作，目的是讓學生增加感性認識，為系統學習儀器的結構和工作原理做準備。

1.1.2生產實習生產實習課程一般安排在學生學完相關專業課程以后，進入畢業設計之前，是課堂理論學習和畢業設計之間的一個學習環節。這門課也可以分成2個階段：第1階段安排在儀器使用部門，由于已掌握了儀器的工作原理、結構部件等，因此，在帶教老師的指導下，可以參與諸如患者擺位、參數設置、儀器操作等，當然，這些工作一定要得到帶教老師的肯定后才能完成；第2階段安排在儀器維修管理部門，在掌握了儀器一般工作狀態及基本操作的前提下，在帶教老師的指導下，參與醫療儀器的維修、保養工作，有條件的可進一步參與儀器的質控工作。這門課程學生的參與度提高，目的是讓學生親身體驗，進一步熟悉醫療儀器，為畢業設計做準備。

1.1.3社會實踐有些學校的課程設計中有社會實踐環節，醫院也是一個不錯的選擇。在這里，給學生的選題可涵蓋圍繞醫療儀器的各個方面，包括醫療儀器的配置、采購、物流、使用、維修、質控、不良事件監測、應用質量分析等。

1.2畢業設計

在完成了所有課堂學習任務后，理工類的本科生和研究生都需要完成畢業設計環節，撰寫畢業論文。畢業設計是綜合檢驗學生課程學習的一個環節。與學校實驗室相比，醫院能提供給學生做畢業設計的課題更接近實際應用。醫院能提供的選題非常多，如：醫療設備的技術革新、醫療儀器的質量控制、醫療設備管理數據庫等，這些選題可能就是工程技術人員在工作中遇到的實際問題，因此，這類課題更具有實用性。