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一、概述

從70年代后期到80年代初期，隨著微處理技術，大功率高性能半導體功率器件技術和電機永磁材料制造工藝的發展，其性能價格比的日益提高，交流伺服技術－交流伺服電機和交流伺服控制系統逐漸成為主導產品。目前，高性能的伺服系統大多采用永磁同步型交流伺服電機，永磁同步電機交流伺服系統在技術上已趨于完全成熟，具備了十分優良的低速性能并可實現弱磁高速控制，能快速、準確定位的控制驅動器組成的全數字位置伺服系統。并且隨著永磁材料性能的大幅度提高和價格的降低，特別是釹鐵硼永磁的熱穩定性和耐腐蝕性的改善和價格的逐步降低以及電力電子器件的進一步發展，加上永磁電機研究開發經驗的逐步成熟，經大力推廣和應用已有研究成果，其在工業生產領域中的領域也越來越廣泛，正向大功率化（高轉速、高轉矩）、高功能化和微型化方面發展。

二、永磁同步電機伺服系統的基本結構

永磁同步電機伺服系統除電機外，系統主要包括驅動單元、位置控制系統、速度控制器、轉矩和電流控制器、位置反饋單元、電流反饋單元、通訊接口單元等。

1．永磁式交流同步伺服電機。永磁同步電機永磁式同步電機具有結構簡單、體積小、重量輕、損耗小、效率高的特點。和直流電機相比，它沒有直流電機的換向器和電刷等需要更多維護給應用帶來不便的缺點。相對異步電動機而言則比較簡單，定子電流和定子電阻損耗減小，且轉子參數可測、控制性能好，但存在最大轉矩受永磁體去磁約束，抗震能力差，高轉速受限制，功率較小，成本高和起動困難等缺點。與普通同步電動機相比，它省去了勵磁裝置，簡化了結構，提高了效率。永磁同步電機矢量控制系統能夠實現高精度、高動態性能、大范圍的調速或定位控制，因此永磁同步電機矢量控制系統引起了國內外學者的廣泛關注。

2．驅動單元。驅動單元采用三相全橋自控整流，三相正弦PWM電壓型逆變器變頻的AC-DC-AC結構。設有軟啟動電路和能耗泄放電路可避免上電時出現過大的瞬時電流以及電機制動時產生很高的泵升電壓。逆變部分采用集驅動電路，保護電路和功率開關于一體的智能功率模塊(IPM)。

3．控制單元。控制單元是整個交流伺服系統的核心， 實現系統位置控制、速度控制、轉矩和電流控制器。具有快速的數據處理能力的數字信號處理器(DSP)被廣泛應用于交流伺服系統，集成了豐富的用于電機控制的專用集成電路，如A/D轉換器、PWM發生器、定時計數器電路、異步通訊電路、CAN總線收發器以及高速的可編程靜態RAM和大容量的程序存儲器等。

4．位置控制系統。對于不同的信號，位置控制系統所表現出的特性是不同的。典型的輸入信號有三種形式:位置輸入（位置階躍輸入）、速度輸入（斜坡輸入）以及加速度輸入（拋物線輸入）。位置傳感器一般采用高分辨率的旋轉變壓器、光電編碼器、磁編碼器等元件。旋轉變壓器輸出兩相正交波形，能輸出轉子的絕對位置，但其解碼電路復雜，價格昂貴。磁編碼器是實現數字反饋控制性價比較高的器件，還可以依靠磁極變化檢測位置，目前正處于研究階段，其分辨率較低。

5．接口通訊單元。接口包括鍵盤/顯示、控制I/O接口、串行通信等。伺服單元內部及對外的I/O接口電路中，有許多數字信號需要隔離。這些數字信號代表的信息不同，更新速度也不同。

三、對當前兩種不同的永磁同步電機伺服系統的分析

由于轉子磁鋼的幾何形狀不同，當轉子旋轉時，在定子上產生的反電動勢波形就有兩種：一種為正弦波；另一種為梯形波。這樣就造成同步電動機在原理、模型及控制方法上有所不同，為了區別由它們組成的永磁同步電動機交流調速系統，習慣上又把正弦波永磁同步電動機組成的調速系統稱為正弦型永磁同步電動機（PMSM）調速系統；而由梯形波（方波）永磁同步電動機組成的調速系統，在原理和控制方法上與直流電動機系統類似，故稱這種系統為無刷直流電動機（BLDCM）調速系統。

PMSM不需要勵磁電流，在逆變器供電的情況下不需要阻尼繞組，效率和功率因素都比較高，體積也較同容量的異步機小。PMSM通常采用矢量控制和直接轉矩兩種控制方式。矢量控制借助與坐標變換，將實際的三相電流變換成等效的力矩電流分量和勵磁電流分量，以實現電機的解耦控制，控制概念明確；而直接轉矩控制技術采用定子磁場定向，借助于離散的兩點是調節，直接對逆變器的開關狀態進行最佳控制，以獲得轉矩的高動態性能，其控制簡單，轉矩響應迅速。PMSM的矢量控制系統能夠實現高精度、高動態性能、大范圍的速度和位置控制，但是它的傳感器則給調速系統帶來了諸如成本較高、抗干擾性和可靠性不強、電動機的軸向尺寸較長等缺陷。另外，PMSM轉子磁路結構不同，則電動機的運行特性、控制系統等也不同。根據永磁體在轉子上的位置的不同，永磁同步電動機主要可分為：表面式和內置式。在表面式永磁同步電動機中，永磁體通常呈瓦片形，并位于轉子鐵心的外表面上，這種電機的重要特點是直、交軸的主電感相等；而內置式永磁同步電機的永磁于轉子內部，永磁體外表面與定子鐵心內圓之間有鐵磁物質制成的極靴，可以保護永磁體。這種永磁電機的重要特點是直、交軸的主電感不相等。

轉貼于

BLDCM組成的伺服系統具有轉速平滑，響應快，易于控制等特點，但若按照常規的控制方法，其轉速直接與電壓相關，易受電源波動和負載波動的影響。BLDCM類似于PMSM轉子上也有永磁磁極，定子電樞需要交變電流以產生恒定轉矩，其主要區別是前者的反電勢為梯形波，而后者的反電勢為正弦波。但由于電磁慣性，BLDCM的定子電流實際上為梯形波，而無法產生方波電流，并由集中繞組供電，所以BLDCM較PMSM脈動力矩大。在高精度伺服驅動中，PMSM有較大競爭力。另一方面，PMSM單位電流產生的力矩較BLDCM單位電流產生的力矩小。在驅動同容量的電動機時，PMSM所需逆變器容量大并且需要控制電流為正弦波，開關損耗也大很多。

PMSM的交軸電抗和直軸電抗隨電機磁路飽和等因素而變化，從而影響輸出力矩的磁阻力矩分量。PMSM對參數的變化較BLDCM敏感，但當PMSM工作于電流控制方式時，磁阻轉矩很小，其矢量控制系統對參數變化的敏感性與BLDCM基本相同。當電機轉速較高，無刷直流電機反電勢與直流母線電壓相同時，反電勢限制了定子電流。而永磁同步電機能夠采用弱磁控制，因此具有較大的調速范圍。

四、永磁同步電機伺服系統的國內外發展現狀

早期對永磁同步電機的研究主要為固定頻率供電的永磁同步電機運行特性的研究，特別是穩態特性和直接起動性能的研究。V.B.Honsinger和M.A.Rahman等人對永磁同步電機的直接起動方面做了大量的研究工作。在上個世紀八十年代國外開始對逆變器供電的永磁同步電機進行了深入的研究，其供電的永磁同步電機與直接起動的永磁同步電機的結構基本相同，但多數情況下無阻尼繞組。并在該時期發表了大量的有關永磁同步電機數學模型、穩態特性、動態特性的研究論文。A.V.Gumaste等研究了電壓型逆變器供電的永磁同步電動機穩態特性及電流型逆變器供電的永磁同步電動機穩態特性。

隨著對永磁同步電機調速系統性能要求的不斷提高，G.R.Slemon等人針對調速系統快速動態性能和高效率的要求，提出了現代永磁同步電機的設計方法。可設計出高效率、高力矩慣量比、高能量密度的永磁同步電機。

近年來微型計算機技術的發展，永磁同步電動機矢量控制系統的全數字控制也取得了很大的發展。D.Naunin等研制了一種永磁同步電動機矢量控制系統，采用了十六位單片機8097作為控制計算機，實現了高精度、高動態響應的全數字控制。八十年代末，九十年代初B.K.Bose等發表了大量關于永磁同步電動機矢量控制系統全數字控制的論文。

九十年代初期，R.B.Sepe首次在轉速控制器中采用自校正控制。早期自適應控制主要應用于直流電機調速系統。劉天華等也將魯棒控制理論應用于永磁同步電機伺服驅動。自適應控制技術能夠改善控制對象和運行條件發生變化時控制系統的性能，N.Matsui，J.H.Lang等人將自適應控制技術應用于永磁同步電機調速系統。仿真和實驗結果表明，自適應控制技術能夠使調速系統在電機參數發生變化時保持良好的性能。滑模變結構控制 由于其特殊的“切換”控制方式與電機調速系統中逆變器的“開關”模式相似，并且具有良好的魯棒控制特性，因此，在電機控制領域有廣闊的應用前景。

隨著人工智能技術的發展，智能控制已成為現代控制領域中的一個重要分支，電氣傳動控制系統中運用智能控制技術也已成為目前電氣傳動控制的主要發展方向，并且將帶來電氣傳動技術的新紀元。目前，實現智能控制的有效途徑有三條：基于人工智能的專家系統（ExpertSystem）;基于模糊集合理論（FuzzyLogic）的模糊控制；基于人工神經網絡（ArtificialNeuralNetwork）的神經控制。B.K.Bose等人從八十年代后期一直致力于人工智能技術在電氣傳動領域的應用，并取得了可喜的研究成果。

參考文獻

[1]林正，鐘德剛，陳永校，等．同步型永磁交流伺服系統控制技術評述[J]．微電機，2005，（38）.

[2]高性能交流永磁同步電機伺服系統現狀[J]．自動化控制系統，2007．

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中圖分類號： TM3 文獻標識碼： A 文章編號：

前言

直線驅動器主要定位于高精密加工伺服進給領域，因此它的高響應、高效率和高精度三項技術指標一直是國內外學者重點研究方向[1]。傳統的直線驅動器一般均采用旋轉伺服電機驅動滾珠絲杠螺母副來實現，或采用液壓系統（氣動系統）驅動液壓缸（氣缸）來實現。

本文提出了一種內置永磁同步電機的滾珠絲杠直線驅動器，通過自主優化的控制算法將永磁同步電機高功率密度、高效率的優良性能充分發揮，從而克服采用傳統旋轉伺服電機的直線驅動器結構復雜，外形尺寸大等缺點，并獲得更高的驅動精度以及可控性。

1 內置永磁同步電機的滾珠絲杠直線驅動器的工作原理和基本結構

永磁同步電機相對于其他類型的旋轉伺服電機具有功率密度高、效率高、調速平穩等特點，更適合用于高速高精密加工伺服進給領域。

內置永磁同步電機的滾珠絲杠直線驅動器主要由驅動器殼體、前后端蓋、定子、轉子、位置傳感器、滾珠絲杠、滾珠螺母等組成。具體結構如圖1所示。

驅動器采用自然冷卻方式，前端蓋1和后端蓋8通過螺栓與驅動器殼體2連接，定子4固定于驅動器殼體2的內部；轉子5安裝在空心轉子軸7上，轉子5兩側安裝有平衡環11，轉子軸7通過過渡軸套12與前軸承安裝軸3連接成一個整體，轉子軸7、過渡軸套12和前軸承安裝軸3組成的整體通過前軸承14和后軸承10與前后端蓋連接。轉子軸末端安裝有位置傳感器9，用來實時采集轉子的位置，反饋給驅動控制器。調節螺母13用來調整前部軸承14的游隙。軸承安裝軸3前端與滾珠螺母15連接，滾珠絲杠6位于空心轉子軸7的內部。

轉子結構如下圖2所示，轉子沖片19經過疊壓后由鉚釘16進行固定形成轉子鐵芯，轉子鐵芯外部沿圓周分布有磁鋼17，定子鐵芯兩端裝有有轉子扣套18，用來固定磁鋼17。

圖1內置永磁同步電機的滾珠絲杠直線驅動器結構圖 圖2 轉子結構圖

直線驅動器工作時，轉子帶動轉子軸、過渡軸套、前軸承安裝軸、滾珠螺母等一起旋轉，滾珠絲杠不旋轉，從而可以得到滾珠絲杠的軸向直線運動，通過改變轉子的旋轉方向來改變絲杠的直線運動方向。

2內置永磁同步電機的滾珠絲杠直線驅動器的控制實現

空間矢量脈寬調制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)由于其直流電壓利用率高，易于數字化實現等優點，己廣泛應用于交流伺服系統的全數字控制系統中[2]。內置永磁同步電機的滾珠絲杠直線驅動器采用三相電壓型功率逆變器作為功率驅動單元，其硬件結構如圖3所示。

圖3 內置永磁同步電機的滾珠絲杠直線驅動器硬件結構示意圖

圖中，C為系統主電容組，直接接于系統直流母線兩端，需根據系統電壓及負載考慮其匹配參數，用于穩定系統直流母線的電壓波動，保證驅動器正常工作。

主控制板作為直線驅動器的核心，通過CAN與系統部件進行通訊，通過A/D端口采集電機溫度、功率器件溫度和電機輸入電流等信號，通過I/O端口接收前進/后退，開啟/關閉、溫度設定等信號，經旋轉變壓器測量接收旋轉變壓器位置信號由旋變解碼芯片U4對其進行解碼后傳遞給電機運行控制芯片U3使用。U3測量驅動電機M1的電流值并根據U4返回的驅動電機位置值、系統提供的一系列信號輸出SVPWM矢量控制波形至相應驅動板以控制電機M1的運行。

對于永磁同步電動調速控制策略則采用矢量變換控制。矢量控制技術不論在電機的低速運行區還是高速運行區，其抗擾特性、啟制動特性、穩速特性均達到或者超過直流調速系統，尤其在高精度傳動系統中其調速范圍已達100000：1，因此，特別適合于交流伺服傳動系統的控制[3-4]。

圖4 內置永磁同步電機的滾珠絲杠直線驅動器矢量控制框圖

如圖4所示為內置永磁同步電機的滾珠絲杠直線驅動器矢量控制框圖，其控制過程為：

1)控制器接收來自上位機或數控系統的位置參考信號χ_Ref，與檢測元件檢測到的實際位置χ相比較得到位置偏差。為了減小偏差，位置調節器按實現設定好的調節規律(如PID控制、滑模控制等)，給出速度環參考信號v_Ref。

2)將速度環參考信號v_Ref與電機實際運行速度v進行比較，得到速度偏差。以速度偏差為輸入，速度調節器按一定的調節規律給出電流環的參考輸入i_Ref；

3)根據d、q軸電流偏差，經電流調：竹器調節得到參考電壓空間矢量的d、q坐標系分量；

4)經逆Park變換，將參考電壓空間矢量的d、q坐標系分量轉化為α、β坐標系分量；

5)經SVPWM變換，由參考電壓空間矢量的α、β坐標系分量調制輸出SVPWM波形，控制電壓型逆變器調制三相初級繞組的電壓，改變繞組電流。從而改變電動機的加速度、速度和位置。

進一步分析，采用矢量控制的直線驅動器構成了電流環、速度環和位置環的三環全數字反饋。電流環接受速度調節器的輸出，控制電流矢量的幅值和相對于定子磁場的位置，從而控制電動機的推力大小和方向；速度環則克服驅動器運行時受到自身推力波動、非線性摩擦力、負載變化以及參數時變的影響，使電機快速而準確地跟蹤位置環調節器的輸出；位置環則用于消除內環調節偏差及其他未知因素的影響，使驅動器準確跟蹤系統發出的位置指令，從而獲得預期的加工軌跡。

3結論

本文提出的內置永磁同步電機的滾珠絲杠直線驅動器，克服了現有的采用旋轉伺服電機驅動滾珠絲杠螺母副的直線驅動器結構復雜，外形尺寸大等缺點,并大大提高其驅動精度和可控性。通過對直線驅動器機械結構性能的優化設計，實現最佳慣量匹配,進而保證伺服驅動電機的工作性能和滿足傳動系統對控制指令的快速響應要求。通過對直線驅動器驅動控制算法的深入研究，實現由位置、速度和電流構成的三環反饋全部數字化、軟件處理數字PID，進而實現伺服進給系統運動的準確性以及靈活性。

參考文獻

[1]G. Brandenburg, S. Bruckl, J. Dormann, et al. Comparative investigation of rotary and linear moor feed drive systems for high precision machine tools．In：International Workshop on Advanced Motion Control, AMC．Nagoya, Jpn: IEEE，Piscataway, NJ，USA，2000，384-389.

[2]F. Blaschke. Principle of field orientation as used in the new Transvektor control system for induction machines, (Das Prinzip der Feldorientierung. die Grundlage fuer die TRANSVEKTOR-Regelung yon Drehfeldmaschinen)，1971，45(10).

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交流傳動車輛的制動分類如圖1 所示。對于交流電機而言，可使用的電力制動方式除了再生制動， 還有反接制動和能耗制動，但在交流傳動車輛中一般不采用。本文分析了各種電氣制動方式在交流傳動車輛制動中的應用。

圖1 　交流傳動車輛的制動分類

1 　車輛制動時的制動力分配

德國ICE —V 列車采用復合制動方式，其制動力分配試驗結果見圖2 。由圖2 可知，列車制動時， 高速區列車制動以軌道渦流制動為主，再生制動由于處于弱磁區，隨轉速不斷降低而逐漸增大，總制動力不足可采用盤形摩擦制動補償;速度降至基速后(圖2 中基速對應列車運行速度162 km/ h) ，再生制動力增值到最大;低速下則以盤形摩擦制動為主。

圖2 　德國ICE —V 列車復合制動的制動力分配

上海軌道交通3 號線(明珠線) 車輛的牽引、制動特性曲線如圖3 所示。城軌車輛的速度較低，車輛均采用再生制動和閘瓦摩擦制動的復合方式。在大部分的速度范圍內，均以電氣制動為主，速度在5 km/ h 以下時采用空氣制動。

圖3 　3 號線車輛牽引、制動特性曲線

2 　電力制動分析

力制動指牽引電機運行中產生的電磁制動力。當交流異步電機運行于發電工況下，電機輸出轉矩作用方向與電機轉速方向相反，電磁轉矩使得電機處于制動狀態，轉子減速，牽引電機軸輸入機械能轉變為電能。按照制動能量的不同產生方式，電力制動可分為反接制動、能耗制動及再生制動。

2. 1 　電力制動原理分析

異步電機在牽引[3 ] 和制動工況下的磁鏈矢量圖如圖4。在牽引工況下，定子磁鏈ψs 帶動轉子磁鏈ψr 旋轉，定子磁鏈在空間位置上超前轉子磁鏈，電機輸出正轉矩。在制動工況下，轉子旋轉頻率超過定子頻率，轉子電流與牽引狀態下方向相反，使得氣隙磁場幅值增大。為保持氣隙磁場恒定，定子電流需要反向以減小氣隙磁場，定子電流流向中間直流環節， 在空間位置上滯后于轉子電流，電機輸出負轉矩。電磁轉矩( Tem) 可由定子磁鏈和轉子磁鏈的叉積得到。B點，電磁轉矩變為負值，電機將在負載轉矩與電磁轉矩共同作用下迅速運行至C 點。如果對電機繼續供電，則電機進入反向牽引工況。在反接制動瞬間，電機將產生很大的制動電流和制動轉矩。如處理不當，電機將發生反向行駛。從安全角度考慮，電力傳動車輛上均不使用反接制動。

2. 3 　能耗制動

能耗制動時切斷三相交流電源，并在定子中通入直流電源產生恒定的靜止磁場。該靜止磁場與轉子磁場的相互作用產生電磁轉矩，其方向與轉子旋轉方向相反。牽引工況與能耗制動工況下的電磁與轉矩關系如圖6 所示。

圖4　交流異步電機牽引、制動工況磁鏈矢量圖

在實際運行中，要改變電磁轉矩，可以通過改變定子磁鏈和轉子磁鏈的相位關系來實現。

2. 2 　反接制動

反接制動是通過控制定子磁場的旋轉方向與轉子磁場的旋轉方向相反來實現的。電機正向旋轉時， 定子磁場超前于轉子磁場，定子磁場拉動轉子磁場以同步轉速旋轉;當改變電源的相序時，定子磁場的旋轉反向，而轉子磁場因轉子慣性的作用運行方向不變，滑差s

圖5　反接制動工況下電機調速特性

在牽引狀態下，定子電壓與頻率一定時運行于圖5 中A 點，電磁轉矩與恒負載轉矩TL 相平衡。反接制動時，電機的轉矩—轉速特性曲線變為曲線2 ， 由于電機轉速不能突變，電機工作點由A 點變為

圖6　電機牽引工況和能耗制動工況電磁模型

能耗制動工況下，轉子和負載的動能及從直流電源吸收的電能全部轉換為轉子回路的損耗，使得電機發熱嚴重。能耗制動的最大優點是可以通過改變定子繞組直流電流的大小來調節磁場，進而控制制動轉矩。由于在車上需加裝可調的直流電源，以及牽引電機發熱嚴重等因素，交流傳動車輛上一般也不采用能耗制動。

2. 4 　再生制動

電機運行過程中，如果外力使電機轉子加速，或人為控制定子頻率降低，使轉子頻率高于定子頻率， 滑差s

出現再生制動狀態通常有兩種工況:

(1) 減速制動。圖7所示為電機機械特性曲線。定子頻率為f 1 ， 負載轉矩為TL ，電機工作于第一象限點A點(曲線1) ，電磁轉矩與負載轉矩相平衡。減速制動時， 降低定子供電頻率為f ′ 1< f1) ，1 (f ′ 由于車輛慣性，電機轉速不發生突變，電機工作于第四象限的B點(曲線2) 。這時， n > n1、Tem < 0 ， 電機進入發電狀態，在電磁轉矩和負載轉矩共同作用下沿f ′特性曲線減速，若不斷降低定子供電頻率，可獲得滿意的減速制動特性。

(2) 恒速下坡制動。車輛下坡時，特別在長大坡道上，由于重力作用迫使車輛加速， 電機工作點沿著f 1 機械特性曲線進入第四象限， 電磁轉矩為負，電機為發電制動狀態;直到電磁轉矩與負載轉矩相平衡的C 點，電機處于新的穩定狀態。

3 　電磁渦流制動

電磁渦流制動是利用電磁渦流在磁場下產生勞倫磁力，而勞倫磁力方向與物體運動方向相反。電磁渦流制動具有無摩擦、無噪聲、體積小、制動力大的優點。目前車輛利用電磁渦流制動的方式主要有盤形渦流制動和軌道直線渦流制動。

3. 1 　盤形渦流制動

盤形渦流制動利用安裝在車軸上的圓盤切割磁力線產生渦流和勞倫磁力。根據產生磁場的機理可分為電磁渦流制動和永磁渦流制動。

日鐵新干線的高速電動車組采用的電磁渦流制動原理如圖8 所示。圖中， IF 為勵磁電流， 使電磁鐵心在制動工況下產生所需要的磁場; n 為輪對旋轉速度; TB 為制動力。電磁渦流制動裝置安裝于電動車組的拖車上，利用相鄰車輛牽引電機的主電路電源作為勵磁電源。

永磁渦流盤形制動利用永磁鐵代替電磁鐵線圈產生電磁場，制動盤在磁場中產生渦流阻止磁場增加，產生制動轉矩。日本鐵道綜合研究所試驗的永磁渦流盤形制動裝置原理如圖9 所示。永磁渦流制動裝置的制動盤安裝于轉軸上，定子為永磁圓盤。永磁圓盤分為內圈圓盤和外圈圓盤，配置有內、外兩圈磁軛。兩圈磁軛內均交錯放置N 極和S 極的永久磁鐵。車輛正常運行時，外圈和內圈的永磁鐵極性為異性排列在一起，磁通在極片和磁軛內構成閉合磁路、不穿越制動圓盤，因而不產生制動轉矩。車輛制動時，內、外圈的永磁鐵極性為同性排列，永磁鐵通過極片和制動圓盤構成磁路。制動盤隨轉軸轉動，切割磁力線產生渦流和制動轉矩，改變極片相對位置可以調節制動轉矩的大小。

兩種渦流制動中，電磁渦流盤型制動的制動功率大，但設備較多，已在日本新干線得以廣泛應用; 永磁渦流盤型制動結構簡單，但由于目前制動功率受到一定限制，尚處于試驗階段。

圖7 　再生制動工況下的

圖8 　電磁渦流盤形

圖9 　永磁渦流盤形電機調速特性制動裝置原理圖制動工況的磁通流向

3. 2 　軌道直線渦流制動

軌道直線渦流制動通過對安裝于轉向架兩側車輪之間的條形磁鐵勵磁，在鋼軌上產生渦流使車輛制動。具有無摩擦、制動迅速等優點。同時，軌道直線渦流制動裝置可增加車輛軸重，提高車輛粘著力。其原理圖見圖10 。制動狀態時，由于電磁鐵的N 極和S 極相對于鋼軌的運動，在鋼軌內產生交變的磁場，使鋼軌頭部產生渦流，渦流與電磁鐵相互作用， 產生一個垂直于鋼軌面的吸引力和一個與車輛運行方向相反的制動力;垂直于軌面的力可增加車輛的粘著力，與車輛運行方向相反的力就是電磁渦流制動力。但軌道渦流制動如果要得到很大的渦流制動力，則需要很龐大的制動裝置。這種軌道渦流制動裝置應用于上海磁浮列車的制動控制系統中[4 ] 。

圖10 　軌道渦流制動裝置原理圖

參考文獻

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社，2003

2 　王振民. 三相異步電動機的制動. 北京:機械工業出版社，1998

3 　吳峻. 鼠籠電機再生制動狀態分析與控制. 微電機，2002(3) :60

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DSP是一種專用的綜合性的微處理器，能夠告訴輸入和輸出數據，其是專門處理以運算為主的信號處理應用系統。90年代DSP揭開了計算機、消費類、通信、軍事、汽車等電子市場的新紀元，在這些技術高速發展的同時，又反過來促進了數字信號處理器技術的發展。

一、DSP的電機控制系統概述

常見的數字式閉環電機飼服控制系統原理較為簡單，該系統一般由電機、DSP、驅動放大電路、光盤編碼器等組成。當DSP接受主機發出的參考輸入時（轉動角速度及方向），將數據轉換為PWM輸出，經過驅動放大送給電機，進而產生輸出。再通過編碼器來檢測電機的轉動方向和角度，反饋回DSP系統，形成閉環控制，進而達到有效地控制運動精度。如下圖所示：

圖1 電機控制示意圖

設計以DSP為核心的電機控制系統平臺對實現多個電機進行控制非常有必要。與其它控制系統相比，電機DSP控制系統有如下優越性：

1、DSP采用哈佛結構或者是改進的哈佛結構，使數據和程序相互獨立的總線結構提高了計算能力。因此可以實現比較復雜的控制規律，如智能控制、優化控制等，將現代算法和控制理論的應用得以體現。

2、簡化了電機控制器的硬件設計難度，降低了整體的重量，縮小了體積，降低了能耗。

3、DSP芯片內部設計，在一定程度上為元器件的可靠性和穩定性提供了保證，從而會使整個系統的可靠性得到提高。

4、通過DSP控制系統，使得軟件的靈活性和硬件的統一性得到了有機的結合，DSP電機控制電路可以統一，如DSP控制三相逆變器驅動相應的感應電機、無刷直流電機、永磁同步電機或用改進后的逆變器驅動直流電機等，它們的硬件電路的結構大致相同，我們只需要針對不同的電機，編寫和設計出不同的控制規律即可，進而使得系統的靈活性大大提高。

二、電機控制系統的發展

從主傳動機電能量轉換的角度來看，電機控制系統主要經歷了：機械控制系統（如齒輪箱變速）、機械和電氣聯合控制系統（如感應電機電磁離合器調速）、全電氣控制系統（基于電力電子電源變換器的電機控制系統）；而從控制電路的角度來看，經歷了模擬電路、數字電路、模擬混合電路、全數字電路控制系統；從控制策略的角度來看，主要經歷了從最初的低效有級控制發展到現在的高性能智能型控制。電機運動控制系統主要指電機的位置控制系統或位置伺服系統。電機的運動控制系統是通過電機伺服驅動裝置，通過編制指令將期望的運動路線得以實現。雖然系統的功率不大，但是對運動軌跡的準確性要求較高，并能頻繁啟動和制動，該技術在導航、雷達、機器人、數控機床、磁盤驅動器，以及全自動洗衣機等領域得到廣泛應用。

三、電機控制系統的類型

在電氣傳動系統和位置伺服系統中，經常需要使用各種各樣的驅動電機，如永磁同步電機、無刷直流電機、直流電機、感應電機、步進電機等。目前常見的電機控制系統主要有以下幾種：

（一）直流電機控制系統

直流電機由于勵磁磁場和電樞磁場完全解藕，可以獨立控制，具備良好的調速性能，出力大，調速范圍寬和易于控制，廣泛用于拖動系統中，目前在各種推進系統中也仍有著廣泛的應用。

（二）感應電機控制系統

感應電機定子一般為多對稱多相繞組，轉子可以是繞線式，也可以式鼠籠式繞組。不同的轉子結構，使用不同的控制策略。例如繞線式感應電機可以達到轉子串電阻調速、串級調速等目的，而鼠籠式感應電機可以實現電子變頻、變極調速的要求。現代交流感電機控制系統主要有以下幾種：轉差頻率控制系統、矢量變換控制系統、直接轉矩控制系統、智能控制系統，以及空間矢量調制控制系統等。

（三）同步電機控制系統

永磁交流電機的驅動電源波形主要有正弦波和方波兩種。前者稱為永磁同步電機，而后者稱為直流無刷永磁電機。永磁無刷直流電機的特點是磁極位置檢測與無換向器電機一樣比較簡單，通常為磁敏式霍爾傳感器，驅動控制易于實現，主要應用在恒速驅動、調速驅動，以及一些精度要求不很高的領域。而正弦波驅動永磁同步電機的控制系統，電機轉子采用的是永磁材料，電子繞組和普通同步電機一樣，為對稱多相正弦分布繞組。它主要應用在恒速、調速驅動和精度要求很高的位置伺服系統。當前國際國內學者研究較多的是轉矩脈動、削弱齒諧波、消除位置傳感器技術。

（四）變磁阻電機控制系統

變磁阻電機主要是由反應式步進電機、同步磁阻電機、開關磁阻電機等組成。步進電機做為電磁式增量運動執行的元件，它的作用是將輸入的電脈沖信號轉換成執行的線位移和機械角位移信號，從而完成執行操作。所以我們又稱步進電機為脈數字電動機或者是沖電動機。簡而言之，它是主要用作數字控制裝置的執行元件，直接控制者電機旋轉角度，切旋轉角度與脈沖數成正比關系， 因此電機轉速與輸入脈沖頻率成比例。步進電機的控制一般是采用的開環控制，它的有點使控制系統簡單并具有很高的精度。可以改變繞組的勵磁順序實現步進電機的正反轉控制。

四、電機DSP控制存在的常見問題

結合自己工作實際，我個人認為在電機的DSP控制中還存在以下不足，有待我們日后解決，具體如下：

（一）控制系統結構需進一步優化

電動機作為控制系統中主要動力執行元件之一，在具體控制系統中起著拖動機械負載實現位置伺服、速度調節、轉矩或力控制調節的作用。對于常見的閉環電機控制系統，屬于機械運動正向控制，一般由傳感、機電禍合關系、信號檢測和電氣控制這幾個部分。機械運動控制通過外部給定的位置信號和轉子位置傳感器檢測的位置信號比較，進而獲得位置誤差信號。控制系統中的信號檢測主要指的是轉子位置的檢測，以及電壓與電流的檢測等。我們首先要解決的問題是如何利用檢測到的電機轉子位置、電流和電壓信號觀測電機內部磁場的變化。其次是如何反映電機產生的電磁轉矩大小，以便有效地控制電機的電磁轉矩。

（二）DSP控制的硬件需及時更新

基礎以DSP為基礎構建的電機控制系統，其硬件資源主要包括：信號檢測與轉換、PWM控制器、系統接口等等。隨著科技快速發展，各設備技術更新較快，為了保證控制系統的高效運行，就必須及時更新DSP控制的硬件。此外控制系統中信號檢測是必不可少的，尤其是在閉環控制系統中，狀態信息的檢測也十分重要，我們必須嚴格按照工作要求，認真做好信號檢測，及時發現、解決問題。而檢測信號又分為電量和非電量兩大類。電量信號有電流、電壓和電功率等；非電量信號包括位置、力或轉矩、速度和溫度等。這些變量的檢測主要是通過傳感器將非電量信號轉換成電信號再來檢測。

參考文獻：

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篇（5）

中圖分類號：TH137.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）06-0110-02

1 引言

伺服驅動器（servo drives）又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用來控制伺服電機的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達，屬于伺服系統的一部分，主要應用于高精度的定位系統。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達進行控制，實現高精度的傳動系統定位，目前是傳動技術的高端產品。

伴隨著電機由有刷電機、無刷電機以及永磁同步電機的發展歷程，伺服驅動器相應經歷了模擬電路、8位單片機模數混合電路及高性能DSP電機專用控制解決方案等發展階段。伺服進給系統的調速范圍寬、定位精度高、有足夠的傳動剛性和高的速度穩定性、快速響應無超調、低速大轉矩，過載能力強、可靠性高等諸多特點對控制芯片提出了更高的要求。

2 DSP電路設計

伺服驅動器選用微芯公司高性能16位數字信號控制器dsPIC 30F4011作為無刷電機的主控芯片，它集DSP的高速運算處理能力與電機常用檢測接口于一體，成為很多伺服方案的首選。DSP在伺服系統中主要承擔對實時輸入數據按照某種控制規律、算法實時地計算、處理并且存儲，最后將實時結果輸出。DSP的性能對整個伺服系統的控制性能起著至關重要的作用，因此選擇一款合適的DSP芯片變得尤為重要，整個伺服驅動器硬件都是圍繞DSP來設計的。

2.1 dsPIC30F4011芯片及功能

dsPIC30F4011是伺服驅動器的主控芯片。是Microchip公司為滿足高性能，高精度伺服要求而推出的一款電機專用芯片，如圖1所示，外設資源比較豐富。

dsPIC30F4011采用改進的哈佛架構，能提供最高30MIPS的工作速度[1]，指令寬度為24，16位的數據總線寬度，2KB數據RAM，48KB程序FLASH，除此之外：

（1）高灌/拉電流I/O引腳，25mA/25mA。

（2）5個16位定時器/計數器，需要時可組合成32位定時器。

（3）10位高速模數轉換器（ADC）模塊。

（4）6路PWM輸出，邊沿對齊或中心對齊，3個占空比發生器，輸出可改寫。

（5）可用于帶霍爾傳感器電機的輸入捕捉模塊。

（6）可用于進行速度和位置測量的正交編碼器接口（QEI），A相、B相、索引脈沖三輸入信號。

（7）通用異步收發器（UART）模塊。

2.2 dsPIC30F4011開發環境及工具

dsPIC30F4011的開發環境由MPLAB IDE代碼編輯器和ICD2程序下載和調試器構成，前者主要完成控制程序代碼編輯、修改，經編譯生成Hex文件后，通過ICD2下載到器件中，也可以使用ICD2進行調試。

3 伺服驅動器軟件的研究

3.1 伺服系統控制程序總體框架

無刷直流電機位置伺服系統主要由無刷電機、功率驅動模塊、電子換相單元、光電編碼器、原點位置傳感器、RS-485總線通訊單元[43]等組成。如圖2。

3.2 伺服驅動器控制系統功能的實現

由于電流、速度、位置各環的比例，積分系數值是在電機啟動前通過串口設置的，在電機運行過程中也隨時可以更改，增強了系統的穩定性，減小了超調，縮短了響應時間[4]。從而實現了無刷電機高要求的控制系統。

4 結語

本課題來源在于研究dsPIC30F4011做為控制核心芯片解決了伺服驅動器的調速范圍寬、定位精度高、有足夠的傳動剛性和高的速度穩定性、快速響應無超調、低速大轉矩，過載能力強、可靠性高等諸多特點在設計與運用的問題。從而提高了生產率和加工質量，也滿足了定位精度高，響應速度快的要求。

參考文獻

[1]孫振源.基于dspic30F4011的BLDC模糊自適應PID控制研究[D].青島：青島大學碩士學位論文，2011：35.

篇（6）

2合成纖維紡絲機變頻調速系統發展概況

合成纖維紡絲機變頻調速系統發展大致可分為3個階段:

(1)大變頻器調速由一臺大功率變頻器來驅動多臺永磁同步電動機。電動機可逐臺起動或分組啟動。優點是系統簡單、控制方便，可保證多電機同步運行。缺點是變頻器容量必須選用很大;單臺電動機短路故障有可能引起變頻跳閘，造成整臺紡絲機停車。

(2)多臺小變頻器驅動每臺電動機均有一臺小變頻器驅動。對比大變頻器驅動，優點有:a)、一臺變頻器驅動一臺電機，可以實現軟起動，變頻器容量基本與電動機相同;b)、當某臺電動機發生故障時，對應變頻器停止工作，不會影響整臺紡絲機的正常運轉。缺點是:a)、總設定、總啟動需另加調節環節;b)、幾臺變頻器輸出頻率會有離散性，為達到轉速同步，需加串行通信接口。

(3)共用直流電源多臺小逆變器驅動采用共用直流電源多臺小逆變器驅動。除了保持小變頻器拖動的特點外，更重要的是可以實現再生發電制動，也可防止電網瞬時低電壓(含瞬時失電)帶來的停役故障。

3滌綸短纖維紡絲裝置對電氣控制系統的基本要求及對原有拖動系統的分析

(1)滌綸短纖維紡絲裝置對電氣控制系統的基本要求

紡絲機對電氣傳動的要求為“四高”和“一少”。

四高:即高同步性(一臺紡絲機不同紡位的電機轉速要求橫向轉速一致，縱向比例同步);高精確性(轉速穩定，精確度高達0.1%～0.01%);高轉速或甚高轉速(在沒有升速齒輪箱條件下，電機轉速高達8000～9000r/min);高可靠性(至少保證一年安全連續運行8000小時)。

一少:即少維修或免維修，無須照看。在采用了高精度的變頻調速器和永磁同步電動機組成的調速系統后，高同步、高精度、高轉速和少維修可以實現，但高可靠性還做不到，影響了紡絲裝置安穩長滿優生產。以3萬噸/年短絲生產線為例，其日產量為100噸短纖維，若外來電網瞬時低電壓(或瞬時失電)，引起計量泵變頻器停役電機停轉，會造成聚酯熔體壓力增大，迫使聚酯裝置熔體增壓泵停止，從而影響聚酯裝置正常生產。

(2)原有電力拖動系統的優缺點

原1.5萬噸/年短絲直接紡裝置的變頻器屬于第一代變頻器，即一臺變頻器驅動多臺永磁同步電動機，此類變頻器在技術上采用公用換流環節，具有輔助充電裝置的換流電路。優點是:a)、即使直流電壓很低時也能可靠換流。b)、在短時間內數倍額定電流(最大為3倍)時，也能可靠換流。c)、變頻器由空載狀態到負載狀態時，能夠迅速抑制起動電流的極限值。但變頻裝置在運行中尚存在以下不足之處:a)、短絲裝置由于多臺電動機共用一臺變頻器，無法實現軟起動，所以選用時既要考慮到最高頻率時直接起動，又要考慮到若干臺電機高速運轉時，某一紡位故障排除后又繼續投入運行，因此變頻器容量不得不選用偏大。b)、紡絲機故障停臺率偏高。但因變頻器不能承受電網瞬時低電壓(含瞬時失電)，而由于雷電、電纜接地故障及開關倒閘操作，定會出現瞬時低壓現象，造成變頻器停役，致使整臺紡絲機停產，釀成巨大損失。c)、無法實現再生發電制動。后紡采用直流拖動，電動機維護和保養很麻煩，牽伸比調節也很困難。

4前紡裝置變頻調速系統特點分析(由UPS供電、小逆變器永磁同步電動機開環同步拖動系統)

新生產線的前紡部分變頻調速系統如圖1。前紡裝置變頻調速系統主要是由UPS供電、小逆變器永磁同步電動機開環同步拖動系統組成，前紡裝置的主要改進是電源系統采用UPS(西門子System4233，330kVA)供電。

正常情況下由市電進行供電，若電網瞬時失電或低電壓，由電子開關控制自動切換到蓄電池供電，確保逆變器不受影響。為保證紡絲的精度，前紡沒有采用1臺逆變器帶1臺電動機的控制方式，而是由2臺大逆變器分別向32臺計量泵電機(永磁同步電動機)提供可變頻交流電源。裝置控制采用集散式數字工藝控制系統(DCS)和微處理機網絡系統，在兩臺逆變器之間用PLC加串行通信接口組成開環控制，確保兩變頻器的輸出頻率相同，即保證了32臺計量泵電動機轉速的絕對同步。與原生產線相比，雖然一次性投入較大，但可確保在瞬時低電壓(含瞬時失電)時，計量泵可正常工作，提高經濟效益。在前紡調速系統中，32臺計量泵電動機、7輥導絲輥電動機及喂入輪電動機的所有逆變器均接在共用直流母線上。

5后處理裝置變頻調速系統特點分析

后紡裝置的變頻調速系統如圖2。后處理裝置中牽伸、緊張熱定型、疊絲、卷曲的拖動采用共用直流多逆變器變頻調速系統，其逆變器接同一直流母線。電動機則采用大功率的異步電動機。共用直流母線由＃1、＃2整流裝置供電。兩套整流器的疊加既可擴大容量，又可減少紋波和諧波，穩定直流電壓。與原生產線相比有如下優點:

(1)采用共用直流母線可以自適應調整不同牽伸比條件下被拖電動機的制動力矩。比如對某一設定好的牽伸比，頭道、二道、三道牽伸機的轉速分別為n1、n2、n3，由于絲的張力作用，在沒有制動功能時，頭道牽伸輥會被后面牽伸輥拖著跑，而現在采用共用直流母線的變頻調速后，一旦n1的數值超過設定值，電動機便進入了再生發電制動狀態。一方面被拖電機變成發電機，發出的電能經續流二極管整流變成直流回饋到直流母線，電動機不僅無須從電網吸收能量，還可將制動能量供給其他逆變器，既可穩定直流母線電壓，又由于電動機容量較大(如第二牽伸機電動機為400KW)，電能節約也相當可觀。另一方面，被拖電動機處于制動狀態，只要設置相應的頻率比，就能控制轉速比，確保了牽伸比控制精度。

(2)滌綸短絲后處理牽伸緊張熱定型聯合機組是滌綸短纖維生產中的一道關鍵工序，主要承擔著將原絲按一定牽伸倍率進行拉伸和定型。滌綸部原短絲裝置的后紡拖動由一臺功率較大的直流電動機拖動一根機械長邊軸，再帶動各道牽伸輥、緊張熱定型輥等。直流電動機雖然在調速的范圍、調速的精度及動態響應等方面性能較好，但直流拖動最致命的問題就是直流電動機的維護和保養很麻煩，并且對環境要求也較高。另外采用長邊軸傳動，若要改變生產品種，則牽伸比的調節較困難，并且精度也達不到要求，這樣勢必會影響產品質量、品種翻改以及高附加值產品的開發。新生產線采用交流變頻調速，各道牽伸輥具有獨立的變頻傳動，只需改變各變頻器的頻率就能方便調整工藝需要的牽伸倍率。從投產后的生產情況分析，生產的滌綸短纖維品種增加(其中1.33dtex有光縫紉線銷量占全國銷量的1/2以上)、質量提高、單耗下降，停車故障大幅減少，經濟效益顯著。

疊絲機、卷曲機也采用共用直流母線多逆變器調速方案，只是功率較小，不再討論。切斷機則為獨立變頻器，和一般變頻調速原理相同，在此不再展開。

6結束語

(1)如上所述，共用直流母線變頻調速技術是可靠的，雖然一次投入較高，但每年可以減少停車2~3次，按一條3萬噸/年生產線計算，可減少PET放流8~12噸，同時還可避免因停車造成的纖維質量波動(一次停車將影響144~216噸纖維的質量穩定性)，如此計算不用幾年就可收回改造費用。

(2)由于采用共用直流母線變頻調速技術，使整體生產條件處于穩定狀態，從而給改變產品規格、調整工藝參數帶來極大便利。過度時間短，廢絲少，工藝調整精確。

(3)從新生產線實際運行情況看，共用直流多逆變器調速系統在滌綸短纖維的生產中優勢突出，代表了紡絲機拖動的發展方向。但在后紡部分仍不能完全排除電網失電對變頻器的影響，如變頻器一旦停役會使正在牽伸的一段滌綸絲(約100m)報廢。改進方法可采用兩個獨立的交流電源供電，分別經整流器整流后送至共用直流母線(需用二極管隔離)，一旦失掉一路電源，仍有另一路交流電源支持，不會停車。另外，前紡卷繞紡絲裝機容量196kW，UPS輸出容量330kW，實際使用的容量較小，需要注意。

參考文獻

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1.前言

在逆變器中，其功率損耗主要出現在絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）和續流二級管上。IGBT具有驅動功率低，工作頻率高，通態電流大和通態電阻小等優點，已成為當前電力電子裝置中的主導器件，因此也成為學者研究的熱點。當前，對IGBT/DIODE功率損耗研究的方法主要分為基于物理結構的損耗模型和基于數學方法的損耗模型。通過物理結構計算IGBT功率損耗時，需要通過分析IGBT/DIODE的物理結構和內部載流子的工作情況，采用電容，電阻，電感，電流源，電壓源等一些相對簡單的元件模擬出IGBT/DIODE的特性。這種損耗模型的準確程度取決于器件物理模型的準確程度，因此實現起來非常困難。相反，通過數學模型的IGBT/DIODE功率損耗模型則是利用相關實驗數據，推導出電流，電壓與IGBT自身參數之間的數學關系，該方法易于實現且通用較強。在已有的論文中，也有類似的功率損耗計算，但表達式不夠精準，且沒有在常見的功率因數角范圍內分段推導得出。本文推導了SVPWM 7段調制情況下，在不同的功率因數角范圍內，逆變器中IGBT和續流二級管的導通功率損耗公式。

2.逆變器的功率損耗模型

逆變器的功率損耗主要集中在IGBT和續流二極管上。而這二者的大小主要取決IGBT的開關次數和導通電流的大小，逆變器與永磁同步電機的拓撲結構如圖1所示：

圖1 逆變器與永磁同步電機拓撲結構

在如圖1的結構中，每個周期內6個IGBT開關按照SVPWM 7段式調制順序依次開關，在一個PWM周期內，每個IGBT和每個續流二級管導通時間相等，因此在一個PWM周期內，每個IGBT/DIODE的導通功率是相等的，在計算中僅需計算一個IGBT/DIODE導通功率，總功率損耗等于6個IGBT的導通功率損耗加上6個續流二極管的導通功率損耗。

2.1 IGBT的導通功率損耗

計算IGBT的導通損耗的時候，通常設導通電壓是電流的函數，根據IGBT的基本知識可得到下面的等式：

（1）

式中為IGBT的恒定管壓降，為IGBT導通時的等效電阻。以圖1中的開關S1為例，在IGBT的導通的一個周期內，僅有半個周期有電流流過IGBT，在另半個周期內無電流流過，因此，可以得到IGBT的功耗如下式：

（2）

式中T為PWM的周期，則為PWM的占空比，N為半個周期內IGBT的開關次數。當IGBT的開關頻率足夠高的時候，可以認為一個周期內流經IGBT電流是不變的，因此，式（2）可以寫成如下形式：

（3）

由上式可以看出，IGBT的導通損耗分為兩部分，一部分是由導通壓降產生的，而另一部分是由IGBT導通時，等效電阻產生的。當開關頻率足夠高時，式（3）可以轉化為以下形式：

（4）

（5）

在式（4），（5）中，為相電流的周期，為相電流， 可以用下式表示：

（6）

根據空間矢量調制（SVPWM）的基本原理，若以直流環節的中點作為參考點，可以求出PWM的占空比如下式所示：

（7）

該式中，為A相電壓的絕對值，對于SVPWM7段式調制方法，由于有效電壓矢量在各段的作用時間不相同，所以占空比在各段也不相同，共分為以下6段進行計算：

（8）

式中，為電流的角度，由于電流與電壓之間存在一定的相位差，所以表征的才是此時電壓矢量的空間角度。式中為功率因數角。功率因數角表征的是定子電流與定子電壓之間的相位差，在電機控制中是一個很重要的參數。永磁同步電機空間向量圖如圖2所示：

圖2 永磁同步電機空間向量圖

從圖中可以看出，電子電流向量與q軸之間的夾角為，定子電壓與向量與q軸之間的夾角為，定子電流與定子電壓之間的夾角為功率因數角。由空間向量圖2可知，定子電流向量與q軸之間的夾角為定子電壓向量

與q軸之間的夾角。則其功率因數角

由電流電壓可表示為：

（9）

在永磁同步電機控制中，的常見范圍是，而對于電流來講，僅當電流在PWM的正

半周期，即電角度時，有電流從S1端

的IGBT 和S2端的DIODE流過，現基于此，對不同功率因數角范圍內流經A+端的IGBT和A-端的DIODE的功率損耗進行計算。

當功率因數角，利用（4），（8）式，將t轉化成后，在分段積分可得

下式：

（10）

同理IGBT導通時的等效電阻造成的平均功率損耗表達式可利用式（5），（8）得：

（11）

同理可以推導出當功率因數角

時，導通壓降和等效電阻產生的平均功率損耗表達式。這里就不再一一贅述。由上面計算得出的式子可以得出，在功率因素角的時候，IGBT的導通壓降產生的功率

損耗表達式在不同的功率因數角范圍內是不相同的。相反，IGBT導通時等效電阻產生的功率損耗表達式是相同的。

2.2 續流二級管的導通功率損耗

同樣的，當續流二級管導通的時候，其前向導通電壓與導通壓降和輸出電流之間的關系也是線性的，其表達式如下式：

（12）

式中，是流經續流二級管電流的函數。由逆變器基本電路理論以及SVPWM 7段調制的基本原理可知，當電壓在SVPWM 7段調制的一個調制區間內時，電流若不從S1的IGBT流過，則必將從S2的續流二級管中流過，因此，在一個PWM周期中，電流作用在續流二級管上的有效時間為為PWM的周期。根據之前列出的計算公式，只需將式前面所有積分式中的占空比即可求出相應功率因數角范圍內續流二級管上的功率損耗，結果如下：

當功率因數角時：

（13）

（14）

同理可以推導出當功率因數角

時，續流二級管的平均功率損耗。通過計算出來的式子可以看到，在范圍的時候，續流二級管導通壓降產生

的功耗表達式在不同的功率因數角范圍內是不相同的，相反，續流二級管導通時等效電阻產生的功耗表達式是相同的。

3.結論與展望

逆變器在當今的車用永磁同步電機中運用相當普遍，而對逆變器功耗的研究也成為當今的熱門研究課題。但在之前的各論文研究中，均沒有給出在不同功率因數角范圍內，IGBT和續流二級管上導通功率損耗的準確表達式，本文經過大量計算，給出了在SVPWM 7段式調制方式下，在不同功率因素角范圍內，IGBT與續流二極管上導通功率損耗的準確的分段表達式，為日后的研究提供了有力的數學基礎。在今后的研究中，只需帶入實際的IGBT/DIODE和電機參數（即IGBT的導通壓降和導通等效電阻，續流二極管的導通壓降和導通等效電阻，逆變器相電流幅值和電壓調制比M）就可很簡便的求出在不同功率因數角范圍內IGBT以及續流二極管上的導通總功耗。再查表得出IGBT的開關功耗，即可求出電動汽車逆變器上的總功率損耗。

參考文獻

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不論社會經濟如何飛速，對于電機的控制在人們正常生活和生產中起著重要的作用。一旦缺少了電機的控制，輕則給人民生活帶來極大的不便，重則可能造成嚴重的生產事故及損失，從而對電機控制系統提出了更高的要求，需要滿足及時、準確、安全等特性。如果仍然使用人工方式，勞動強度大，工作效率低，安全性難以保障，由此必須進行自動化控制系統的改造。

目前的單片機廣泛的應用在很多的場合，在以下的民用電子產品、計算機系統、智能儀表、工業控制、網絡與通信的智能接口、軍工領域、辦公自動化等領域有廣泛的應用。本次的電機控制系統設計使用單片機控制電路實現對電機的控制。

本文采用AT89C51單片機作為硬件核心實現對電機進行控制，通過采集電路采集電機的速度信息，并與設定的速度進行比較，產生偏差信號，偏差信號通過PID調節器調節電機轉速，保證電機的恒轉速運行。

AT89C51單片機溫度測控儀采用Atmel公司的AT89C51單片機，采用雙列直插封裝（DIP），有40個引腳。該單片機采用Atmel公司的高密度非易失性存儲技術制造，與美國Intel公司生產的MCS—51系列單片機的指令和引腳設置兼容。其主要特征如下：8位CPU；內置4K字節可重復編程Flash，可重復擦寫1000次；完全靜態操作：0Hz～24Hz，可輸出時鐘信號；三級加密程序存儲器；128B×8的片內數據存儲器（RAM）；32根可編程I/O線；2個16位定時/計數器；中斷系統有6個中斷源，可編為兩個優先級；一個全雙工可編程串行通道；可編程串行UART通道；具有兩種節能模式：閑置模式和掉電模式。

1電機控制系統的硬件設計

對于電機的整流電路在實際的應用過程中已經非常成熟，因此可以參考相關的電機設計資料，在本論文中就不做相應的贅述。

1.1功率驅動模塊

功率驅動模塊是電機控制系統的一個重要組成部分，在本文的電機控制系統中，采用的是IR公司的IRAMS10UP60A，這款集成電路具有硬件電路簡單，并且穩定性和安全性、可靠性高等特點。在這款電路中具有自舉電路和過溫過流保護，這樣能夠保證閉環速度控制系統的功能。

1.2檢測電路

在本篇論文中采用的是無刷直流電機自帶的霍爾元件式的位置傳感器，霍爾元件是一種基于霍爾效應的磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用。霍爾元件具有許多優點，它們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高（可達μm級）。采用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達-55℃～150℃。

通過遮光盤的齒部的遮擋與不遮擋，使霍爾元件產生高、低電平信號，從而提供了電動機的轉子位置信息。當電機轉軸逆時針轉動時，遮光盤的齒部進入霍爾傳感器定子內，此時由于永磁塊的磁力線被齒部所短路，磁力線不穿越霍爾元件，霍爾元件輸出為“1”（高電平）；當齒部離開時，磁力線穿越霍爾元件，霍爾元件輸出為“0”（低電平），這樣，根據這三個霍爾元件的輸出狀態，就可以準確地確定轉子的磁極位置。

1.3電流采樣設計

2電機控制系統軟件設計

3結論

隨著性能高的微處理器的出現，采用高性能的處理器可以簡化系統的設計，同時還能夠提高系統的安全性、可靠性。根據這種方法設計的電機控制系統與傳統的電機控制系統相比較在成本上具有很大的優勢。本文利用ATMEL公司的AT89C51的單片機，設計出了相應的硬件和軟件系統，在系統的軟件設計中，采用了模塊化的設計思想，并給出了相應的設計流程，這種芯片式的電機控制系統設計，簡化了設計的時間，降低了開發成本，能夠很好的實現系統的功能。

參考文獻：

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中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）41-0183-02

由經濟形勢和行業需求所決定，中國高等教育資源和學生分布于理工科的占比大于其他學科。反思高校工程教育，筆者認為存在如下問題：

1.理工科學校對工程科技人才培養定位含糊，特色不明，重規模，輕質量。包括教師、教材、實驗和作業把工程問題當成“可以解決”的簡單問題。造成學生不能發現問題、提出問題、簡化問題并最終解決問題。

2.重答案，輕過程。好奇心是創新的基礎，有成就的科技工作者大多具有較強批判精神，敢于問“為什么”，并從中找到科學創新點。學生最初不會提問，然后害怕提問，最后變成沒有問題可提。

3.關注教師授課體系，輕視學生知識系統。教師灌輸式的教學方式，學生死記硬背的學習方式，無法掌握知識的內涵。教師提供“標準答案”，學生習慣于互相看答案。重以教師為中心，輕以學生為中心。

4.重科學論文，輕工程設計和實踐教育。缺乏設計和工程實踐環節，學生很少對實驗產生深刻印象，更不用說影響學生興趣和愛好。專業缺乏學科融合與交叉;與企業關系疏遠;重理論輕實踐，重課堂教學，忽視實踐環節，注重傳授知識，不重視能力或者輕視能力培養。

我國的工程教育規模居世界首位，提高工程教育質量是當務之急。高等教育培養出數量足夠，能面向生產一線的優秀工程科技人才，這是中國高等工科院校不可推卸的歷史責任。要達到這一目的，論文提出了提高本科工程教育質量的對策，并結合區域經濟特色，探討協同培養高校工程技術本科人才的模式，并以株洲區域經濟為例，詳述了湖南工業大學高校工程技術本科人才培養模式。

一、株洲區域經濟

株洲是“中國電力機車搖籃”，也是“中國軌道交通之都”。南車株洲電力機車研究所有限公司、南車株洲電力機車有限公司、南車株洲電機有限公司等核心企業，在軌道交通裝備領域的歷史積淀、品牌優勢、技術實力、集群優勢是國內其他企業所無法比擬的。株洲電力機車廠出產了中國的第一輛電力機車，并且較長時期壟斷國內市場;南車株洲電力機車研究所有限公司是中國電力機車牽引傳動系統、安全監控系統的行業龍頭;南車株洲電機有限公司是中國最大的高速動車組、城軌車輛電機和變壓器專業化科研、生產基地。目前，株洲市擁有軌道交通產業相關企業共300余家，產業門類齊全，已形成完整的產業鏈，軌道交通零部件、配套件等覆蓋電力機車與鐵路車輛所需的70%以上，已成為全國最大的軌道交通裝備制造產業集群。

作為“長株潭”國家自主創新示范區中重要一極，株洲在國家創新型城市建設的戰略指引下，全力打造“中國動力谷”。2013年，株洲軌道交通產業入選全國首批創新型產業集群試點，“株洲國家軌道交通裝備高新技術產業化基地”在17家被科技部授牌的國家高新技術產業化基地中綜合實力排名第一。株洲到2016年將在以高新區為核心的區域內，形成全國首個千億規模軌道交通產業集群，將推動科技服務體系的建立和完善，進一步提升產業鏈的科技含量，加速實現軌道交通產業的跨越發展。

軌道交通產業的良性發展離不開專業人才的培養，本地區的軌道交通對該領域的高層次人才需求很大。

二、結合區域經濟的高校本科人才培養模式

根據株洲區域經濟特色，以軌道交通自動化為主，分析相關企業行業的創新需求、并據此設置高校實踐教學環節，培養本科工程實踐創新能力，優化并合理使用本科專業創新資源，從而形成課堂理論培養為主、課外實踐工程能力為輔完整的師資整合和創新訓練體系創新人才培養機制。提出校企共建工程實踐教育中心的舉措，提供學生在企業學習的教學條件，形成“辦學體制、科技創新、人才培養、校企產學研”全方位合作;明確企業承擔繼續培訓工程技術人員和接納實習的責任，為未來工程師提供實習崗位;企業逐漸成為創新主體，擁有先進的技術、設備和高水平的工程技術人員，企業文化有助于學生成長，企業經歷有助于學生就業。

（一）聚合實踐教學創新能量，協同構建高層次師資隊伍

按照創新團隊流動不調動的政策，分別從企業派駐院士、教授、高工及其團隊到湖南工業大學參加創新創業人才的培養，并在資金、項目和人才隊伍組建等方面予以全方位的支持，為形成深度融合的學科方向、學術團隊，并為開展創新活動奠定了堅實的基礎。

將湖南工業大學的高層次人才引進計劃和科研團隊建設目標納入各自的人才隊伍建設工程總體規劃中，并分年度予以實施，在人才隊伍建設工程中，充分考慮協同中心團隊凝練的結構、層次、學科、方向需要，為創新創業人才培養提供強力的人才支持。

對納入創新培養團隊成員，實行重點培養和系統支持，在資源利用、項目申報、研究條件、成長發展等方面制定了相應的支持政策，鼓勵冒尖、鼓勵拔尖、鼓勵創新研究和成果產出。與此同時，全面落實跨單位考評機制和考評辦法。

（二）協同辦學環境，創新人才培養模式

湖南軌道交通核心業務發展和下游產業鏈的延伸對高端專業人才的旺盛需求，極大地調動了相關軌道交通裝備企業共同參與協同辦學的積極性。結合產業對高素質工程技術人才的需求，以創新項目研究為載體，以強化軌道交通自動化相關專業特色為目標，制定“四個共同”人才培養機制。

協同培養研究生的模式主要有兩種：一是獨立導師制。由產業企業的技術骨干單獨指導研究生，研究生在學校修完學科基礎課后進入企業，跟隨指導老師開展課題研究，具體科研題目由導師決定，企業提供學生的住宿和生活費;二是雙導師制。由企業和學校各自派出一名導師共同指導一名學生，學生的課題由兩位導師共同商量。截至2014年底，僅電氣工程、計算機科學與技術等學科已經聯合培養碩士研究生100余人，其中大部分畢業后留在聯合培養單位從事科研開發工作，取得了很好的培養效果，深受企業和社會歡迎。

（三）聚合實踐教學創新能量，實現技術產業無縫對接，快速推進科技成果轉化

圍繞株洲軌道交通千億產業集群核心技術研發、產業鏈延伸的共性技術問題進行協同創新，各協同企業在軌道交通自動化領域針對永磁同步電機與傳動控制、網絡控制及故障診斷等理論進行了深入研究和探討，對相關技術共同進行產業化培育，其中部分成果已成功應用于我國高速軌道交通和城軌鐵路交通運行中。有力推動了株洲軌道交通千億產業集群主導產業的創新發展和高新技術產業的形成，并對其他相關產業形成了創新技術溢出延伸效應，取得了顯著的經濟和社會效益。

大學生創新實踐能力提升后，就業渠道明顯拓寬。近三年畢業生平均就業率達93%以上，在湖南省同類專業中處于領先地位。由于就業成績顯著，2015年湖南工業大學被評為“全國畢業生就業典型經驗高校50強”。

參考文獻：

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[2]郭松.地方高校教師實踐能力培養的現狀及路徑分析[J].教育教學論壇，2015，（6）.

[3]茹陽.行業高校特色發展服務區域經濟的實踐研究――以沈陽化工大學為例[J].中國科技縱橫，2016，（3）.

[4]常喜，王立忠，張剛，王廣德.通信工程專業特色化人才培養體系的構建[J].高師理科學刊，2015，（6）.

Regional Economic and The University undergraduate engineering Talents Training Mode

GU Zhi-ru1，CHEN Shun-ke1，HUANG Xiao-feng1

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曲折之一：方案如何優化細化

課堂上，我事先作了“翻轉”設計，課前拋出問題讓學生百度各種解決方案，包括淘寶上的成品自動雨水感應晾衣架，然后在課堂上集思廣益，比一比誰的方案能在眾多方案里勝出？還是需要優勢組合？最終學生們形成的設計預案如下。

設計一個雨水感應自動收衣裝置，當雨水感應器上滴到雨滴或者天色明顯變暗時，啟動機械臂把衣服收進陽臺。如果雨水感應器上的水滴被曬干（雨轉多云），光線又足夠亮時，衣服再次曬出。主人可以設置預約收衣時間。并且對是否雨后重新曬出作出預設。S4A控制畫面同步運行。

以上要求進一步分解后具體要達到以下控制：（1）有雨或者光線明顯變暗時，收衣服。（2）當天空放晴、光線變亮，且傳感器上雨水被曬干時，衣服重新曬出。（3）主人可以預設收衣時間。此時無論天氣如何，衣服強制收回。（4）主人可以手動收衣或者定r收衣，此兩種模式收好衣服后不再晾出。

此環節的產品技術設計思維訓練得到了充分的體現，學生要針對在自己周圍每天都要發生的問題模擬產品設計工程師進行設計及分解。

曲折之二：機械傳動如何設計

學生在設計方案時碰到的第一個攔路虎，不是來自電子線路，而是機械傳動部分。圖1所示開窗器按供電模式分有24V直流、220V交流兩種，其中按開窗器機械臂行程長短又有100mm到1500mm等不同種類。本例所有24V直流電，當正接時機械臂伸出，反之縮回。

圖2看似簡單的機械結構，是社團學生溝通、爭論了很久才有的結果。首先，淘寶上對開窗器的介紹寥寥數字，很多具體問題需要直接跟淘寶店主溝通。比如，產品大都與配套的升降（或開合）控制盒一起銷售，能否拆分購買等具體問題；沒有控制盒，Arduino 又如何擔當起智能控制的重任？

曲折之三：S4A控制的畫面如何同步變化

下載3DMAX陽臺模型（可直接使用軟件包中模型）、衣架模型后，利用標準基本體構建衣架及開窗器機械臂模型。由于MAX模型中的元素較多，建議按圖3所示對衣架進行“成組”操作。

按F10對衣架運動中的幾個關鍵幀分別渲染，注意本例下載的模型須安裝V-RAY插件，并在公用―指定渲染器中選擇V-RAY渲染器。

曲折之四：如何實現開窗器機械手的伸縮

當了解到24V直流電機正負極倒置后伸縮方向即相反后，有學生搜索關鍵詞“直流電機正反轉 繼電器”繪制出圖4所示控制線路。經反復推演各種可能，均不會造成短路事故。

曲折之五：開窗機的電機本身沒有到位后自動停止功能，如果開窗或者貫穿機械臂到位后繼續加電，將對電機造成傷害，此問題如何破解

有學生稱可以設置時間，但是馬上又有學生質疑，當掛的衣服重量不同時，造成的阻力不同，時間不是一個定量。后來有學生詢問淘寶商家后找到了解決辦法，如圖5在數字口2、3分別安裝兩個磁感應開關，相關的動臂上安裝永磁鐵。當檢測到機械臂運作到位后，立即停止供電。

曲折之六：腳本如何設計

曬衣部分腳本：當綠旗被點擊時，當系統檢測到接在模擬口0的光線傳感器數值大于800，光線充足，并且接在模擬口5的雨水傳感器上無水滴，數值小于50，則廣播曬衣服。

收衣部分腳本：分三個條件語句，第一是檢測光線數值小于150則收衣。第二是檢測雨水傳感器數值大于100則收衣。第三是按鈕傳感器大于1000即接通狀態則自動收衣。

預約收衣部分腳本：當綠旗被點擊時，先詢問預約多少小時后收衣，然后將輸入值賦予變量t，計時器歸零。計時器單位為秒，因此變量t須乘3600。當計時器數值大于預設時間，廣播收衣服。

曲折之七：學生開始編制腳本時發現繼電器反復被觸發，“噠噠”聲不斷，這對繼電器及控制終端都不是好事，如何解決

為了防止繼電器反復被觸發，損傷電機及其他器件，分別設置變量k、m，當條件已符合時分別設定為1。然后將相關變量不等于1，即等于1不成立，作為條件語句的必備條件之一。

當曬衣觸發時，變量K為1，當收衣觸發時變量M為1。如果系統對兩個事件依次觸發一遍。如果不對相關變量清零，則造成太陽出來后或者下雨了系統不再有響應。所以要對K賦值1的同時，要對M清零。反之也一樣。

由于手動收衣及定時收衣要求之后即使符合曬衣條件時也不再觸發，所以不再對M清零操作。為保險起見，建議在對K賦值1的同時，添加給變量M賦值1的語句。

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(三)運用稅收杠桿助推質量效益升級1.稅收能源消耗掛鉤制度。針對全縣陶瓷行業均是中小企業且稅務監控難的實際,由兩稅、統計等部門深入企業、氣、電等能源供應部門調研,廣泛收集企業產能、產值、總能源消耗等數據,測算出行業平均氣、電、煤等單位能耗產值,結合行業實際分產品大類,將產品單位能耗作為稅收的重要參考,促使企業采取措施降低能耗。2.節能項目稅收優惠制度。企業從事節能項目所得,自項目取得第一年生產經營收入所屬納稅年度起,前三年縣級企業所得稅全部返還,第四年至第六年企業所得稅減半返還;企業購買并使用《節能節水專用設備企業所得稅優惠目錄》規定的節能設備,該專用設備投資額的10%可以從企業當年的應繳納稅中抵免;當年不足抵免的,可以在以后5個納稅年度結轉。3.節能研發稅收抵扣制度。企業為研發新技術、新產品、新工藝發生的研究開發費,未形成無形資產計入當年損益的,在按照規定據實扣除的基礎上,按照研究開發費用的50%加計扣除;形成無形資產的,按照無形資產成本的150%攤銷。

二、三大特點凸顯節能減排成效

(一)走出了一條政府多種手段調控能耗的新路子1.節能降耗初見成效。2008年1—6月,全縣130家模以上企業,總能耗76萬噸標煤,規模以上萬元工業增加值能耗5.285噸標煤,較去年同期下降8.08%,節約標煤6.687萬噸。2.環境保護力度加大。率先在四川省施行環保信譽考核制度和樂山市在建立鄉鎮環保辦,企業環保信譽考核制度和約見談話制度不斷鞏固,網格式環境監察不斷擴展,新萬興公司投資566.55萬元,治理噴霧干燥塔5座、壓制生產線5條和磨邊生產線5條,每年可減少粉塵排放911.2噸。2008年1—6月,全縣削減二氧化硫1021噸,完成全年任務的184.96%。3.生態環境初步改善。治理水土流失5平方公里,成片造林5000畝,四旁植樹35萬株,森林覆蓋率提高0.6個百分點,全縣城區環境質量好于二級天數占總天數的93%。2008年1—6月,全縣財政投入140萬元,撬動企業和社會各界投入3.5億元投入節能環保技術改造。

(二)走出了一條企業主體作用充分發揮的新路子1.開展廢料循環利用。建輝、新萬興等21家陶瓷企業建成廢水處理循環利用設施,拋光線日耗水從2000噸/條減為600噸/條,工業用水重復利用率達71%;全部陶企廢水沉淀物壓濾干化后再次用作陶瓷生產坯料,減少原料消耗和廢物排放;峨佳、峨頂水泥廠每天使用陶瓷廢渣200—300噸,年產熟料水泥20—25萬噸。2.實施工業窯爐節能。推廣陶瓷窯爐一次燒成技術、窯爐內堂涂節能材料及加長燃氣噴槍、改造風機和燒嘴脈沖助燃,威尼陶瓷改傳統的二次燒成為一次快燒,年節約天然氣達150萬方以上,節能率達20%;明珠陶瓷改單層為雙層燃氣生產線,下層煅燒窯爐的熱能直接作用于上層干燥窯爐,綜合能耗下降20%,產能提高30%。3.實現余熱余壓利用。重點在陶瓷行業推廣窯爐尾氣余熱復用噴霧塔技術和陶瓷輥道窯余熱發電技術,東泰陶瓷廠利用蒸汽發電機余熱發電,可滿足企業自身50-70%的生產用電,年可發電250萬度,度電成本僅為0.05元;米蘭諾等企業利用窯爐尾氣余熱復用噴霧塔,可節省噴霧塔原煤或天然氣耗用,尾氣利用率達到30%,節能率達13%。4.推進機電系統節能。以電力電子技術傳動方式改造機械傳動方式,采用交流調速取代直流調速,重點推廣高效節能電動機、稀土永磁電動機和軟啟動裝置、無功補償自動投切裝置、計算機自動控制系統等;合理匹配電機系統,消除“大馬拉小車”現象。5.推廣能量系統優化。重點在陶瓷行業通過系統優化設計、技術改造和改善管理,提高能源系統效率。近兩年,新中源、新萬興、米蘭諾等企業投入技改資金達7億多元,科達陶瓷在省內陶企業中首家通過ISO10012:2003測量管理體系認證,西部瓷都陶瓷產區實現煤渣固體垃圾的零排放。

(三)走出了一條切實轉變經濟發展方式的新路子1.企業競爭力明顯增強。3家企業進入了全國建陶行業銷售收入30強,2家進入“四川省行業領先中小企業”200強。2.自主創新能力顯著改善。組建四川省建筑陶瓷工程技術研究中心,高檔紅坯陶瓷共性技術研發取得初步成果,研發出“玉晶石”系列產品,利用釩鈦礦渣生產有色仿古磚技術得到突破,企業新獲專利授權3件,建輝公司被命名為四川省建設創新型培育企業。3.品牌戰略實現突破。目前全縣已有中國馳名商標1個、四川省著名商標3個、省級名牌2個和16個國家免檢產品。新萬興年底將建成中國名牌產品,建輝、米蘭諾將獲得中國馳名商標。

三、四位一體建立節能長效機制

(一)完善行政問責制進一步明確縣鄉政府節能減排責任,對本行政轄區內節能減排考核結果實行四掛鉤。1.跟政績掛鉤。將節能排污總量指標分值和經濟增長的分值實行同等權重。2.跟職務任免掛鉤。實行節能減排一票否決,被評為差和較差的不予提拔。3.跟評先評優掛鉤。節能減排差的取消評先評優資格。4.跟執行紀律掛鉤。對監管失職、瀆職、發生重大環境污染事故或造成區域環境質量惡化的給予紀律處分。

(二)完善能效準入制1.制定目錄。根據國家、省、市產業政策以及夾江縣資源供給、環境容量及產業發展的現狀,加快制訂夾江縣限制和淘汰制造業落后生產能力目錄。2.能耗審核。固定資產投資項目的可行性研究報告(項目申請報告)必須包括合理用能的專題論證或節能篇(章);固定資產投資項目的設計和建設,必須遵守合理用能標準和節能設計規范。3.能效標識。嚴格執行國家能效標識管理辦法,加強對強制性能效標識制度產品的監督檢查,積極推動節能產品質量認證。

(三)完善激勵約束制1.獎勵機制。堅持和完善財政專項資金“以獎代補”新機制,對重大節能技術和產品推廣應用、城市污水處理設施配套管網建設等關系節能減排成效的關鍵領域和關鍵環節,采取財政專項獎勵資金與節能減排量掛鉤辦法,多節能減排,多獎勵,并在氣、電、運等要素配置及項目申報上給予優先考慮。2.約束機制。加強對企業節能降耗的政策調控,對不認真實施節能管理,能源使用效率低下的企業,在調峰錯峰時將首先限制其用電,在生產要素配置、項目申報和享受有關優惠政策方面不予支持,并依照有關法律、法規予以相應處罰。

(四)完善監察督導制1.網絡監察。重點抓好縣鄉兩級自動監測聯網建設,主要搞好重點節能減排企業、污水處理廠、主要飲用水源地、小集鎮和工業集中區五個方面的在線監控設施建設。2.強化執法。建立以企業節能環保自查與執法人員現場監測檢查和日常執法監管與專項行動相結合的節能環保監察制度,提高節能環保執法能力和水平。3.掛牌督辦。堅持以查促改,對突出的節能減排問題進行掛牌督辦,縣發改、環保、工業、監察、統計等部門密切配合,限期解決。4.責任追究。全面落實節能減排法律法規,嚴格節能降耗和環境污染行政責任追究,確保查處整改到位、責任追究到位。5.能耗公示。每周通過電視臺、西部瓷都網站等媒體公布一次主城區的空氣質量預報,每季度向縣“四大家”和縣級各部門通報一次全縣節能減排狀況,每年底對節能減排“責任書”執行情況進行考核。