大功率交流調(diào)速系統(tǒng)的組成和技術難點
大功率交流機電變頻調(diào)速系統(tǒng)由交流變頻電機、電力電子變頻器、調(diào)速控制系統(tǒng)三大部分組成。
（1）交流變頻電機
交流電機分異步電機和同步電機，由于同步電機具有功率因數(shù)高、變頻容量小、動態(tài)性能好等顯著優(yōu)點，國際上2000kW以上大功率變頻調(diào)速多趨向于同步電機。
但是國內(nèi)外學術界對同步電機調(diào)速理論的研究不多，變頻同步電機的運行機理不清楚，特別是電機變頻狀態(tài)的阻尼繞組理論模糊，一些學者提出同步電機只設半阻尼，甚至不設阻尼繞組。同時我國鋼鐵廠從國外引進的裝備多次出現(xiàn)電機阻尼繞組燒壞事故，變頻同步電機調(diào)速理論有待于深入研究。
（2）電力電子變頻器
大功率電力電子變頻器面臨的主要問題是大功率——高電壓、大電流、高效率和高可靠性，而變頻器技術主要取決于電力電子器件的發(fā)展。目前兆瓦級大功率變頻器主要是晶閘管、場控器件絕緣柵雙極晶體管IGBT、集成門極換向晶閘管IGCT。通過器件或者變頻器串聯(lián)可以提高輸出電壓，采用并聯(lián)可以擴大電流，從而提高系統(tǒng)的輸出功率。按照變化過程中友無中間直流環(huán)節(jié)，可以把變頻器分為交交變頻和交直交變頻調(diào)速系統(tǒng)。
電力電子變頻器產(chǎn)生的諧波、無功沖擊會對電網(wǎng)產(chǎn)生污染公害，諧波治理是近年來“綠色電能”的重要課題。諧波問題是所有變頻器的共同問題，尤其在大功率變頻調(diào)速系統(tǒng)中更為突出。諧波會污染電網(wǎng)，殃及同一電網(wǎng)上的其他用電設備，甚至影響電力系統(tǒng)的正常運行；諧波還會干擾通訊和控制系統(tǒng)，嚴重時會使通訊中斷，系統(tǒng)癱瘓；因此大功率變頻器的諧波與無功的計算，工程設計與諧波治理就成為該技術推廣應用的難題。
（3）調(diào)速控制系統(tǒng)
交流電機磁場定向控制理論于20世紀70年代出現(xiàn)，隨后又提出交流電機直接轉矩控制，這些調(diào)速理論的完善和實用化使交流電機調(diào)速系統(tǒng)的技術性能大大提高，達到并超過了直流調(diào)速的水平。但國內(nèi)高校和研究所對變頻調(diào)速的研究多針對異步電機，同步電機磁場定向控制被少數(shù)大公司壟斷，各公司控制方法不同，可借鑒的參考材料稀少，大功率同步電機調(diào)速理論在過內(nèi)還是空白。
特別是由十多臺上萬千瓦大型電機協(xié)調(diào)傳動的熱連軋機傳動要求高精度、高動態(tài)響應指標，一直是國際電氣傳動界難以攀登的高難度臺階，該技術只有西門子、東芝、GE幾家國外大公司掌握。
此外，交流調(diào)速傳動產(chǎn)生的諧波轉矩會引起機械振動。特別是大型扎機扭振嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量，還會造成斷軸的重大設備事故。
