第一篇：變頻調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
變頻調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
摘要：詳細(xì)介紹了目前變頻調(diào)速領(lǐng)域研究的熱點問題，分析了最新技術(shù)發(fā)展對變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化所帶來的影響，并對變頻調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展前景進(jìn)行了預(yù)測。
關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速系統(tǒng)；現(xiàn)狀；展望
一、在小功率交流調(diào)速方面，由于國外產(chǎn)品的規(guī)模效應(yīng)，使得國內(nèi)廠家在價格上、工藝上和技術(shù)上均無法與之抗衡。而在高壓大功率方面，國外公司又為我們留下了趕超的空間。首先，國外的電網(wǎng)電壓等級一般為3000V，而我國的電網(wǎng)電壓等級為6000V和10000V；其次，高壓大功率交流調(diào)速系統(tǒng)無法進(jìn)行大規(guī)模的批量生產(chǎn)，而國外的勞動力成本，特別是具有一定專業(yè)知識的勞動力成本較高。
目前，研究較多的大功率逆變電路有：
? 多電平電壓型逆變器
? 變壓器耦合的多脈沖逆變器
? 交交變頻器
? 雙饋交流變頻調(diào)速系統(tǒng)
（1）多電平電壓型逆變器
日本長岡科技大學(xué)的A.Nabae等人于1980年在IAS年會上首次提出三電平逆變器，又稱中點箝位式（Neutral Point Clamped）逆變器。它的出現(xiàn)為高壓大容量電壓型逆變器的研制開辟了一條新思路。
多電平電壓型逆變器與普通雙電平逆變器相比具有以下優(yōu)點：
1.更適合大容量、高電壓的場合。
2.可產(chǎn)生M層梯形輸出電壓，對階梯波再作調(diào)制可以得到很好近似的正弦波，理論上提高電平數(shù)可接近純正弦波型、諧波含量很小。
3.電磁干擾（EMI）問題大大減輕，因為開關(guān)元件一次動作的dv/dt通常只有傳統(tǒng)雙電平的1/（M-1）。
4.效率高，消除同樣諧波，雙電平采用PWM控制法開關(guān)頻率高、損耗大，而多電平逆變器可用較低頻率進(jìn)行開關(guān)動作、開關(guān)頻率低、損耗小，效率提高。
（2）變壓器耦合的多脈沖逆變器
變壓器耦合的多脈沖逆變器的三電平電路中，要獲得更多電平只須將每相所串聯(lián)的單元逆變橋數(shù)目同等增加即可。其優(yōu)點為：
1.不存在電壓均衡問題。無需箝位二極管或電容，適于調(diào)速控制；
2.模塊化程度好，維修方便；
3.對相同電平數(shù)而言，所需器件數(shù)目最少；
4.無箝位二極管或電容的限制，可實現(xiàn)更多電平，上更高電壓，實現(xiàn)更低諧波；
5.控制方法相對簡單，可分別對每一級進(jìn)行PWM控制，然后進(jìn)行波形重組。
當(dāng)然，這種結(jié)構(gòu)的不足之處在于需要很多隔離的直流電源，應(yīng)用受到一定限制。
（3）交交變頻器
交交變頻器采用晶閘管作為主功率器件，在軋機(jī)和礦井卷揚(yáng)機(jī)傳動方面有很大的需求。晶閘管的最大優(yōu)點就是開關(guān)功率大（可達(dá)5000V/5000A），適合于大容量交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。同時，大功率晶閘管的生產(chǎn)和技術(shù)功能技術(shù)相當(dāng)成熟，通過與現(xiàn)代交流電機(jī)控制理論的數(shù)字化結(jié)合，將具有較強(qiáng)的競爭力。但是交交變頻器也存在一些固有缺點：調(diào)速范圍小，當(dāng)電源為50Hz時，最大輸出頻率不超過20Hz；另一方面，功率因數(shù)低、諧波污染大，因此需要同時進(jìn)行無功補(bǔ)償和諧波治理。
（4）雙饋交流變頻調(diào)速系統(tǒng)
雙饋交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的變頻器功率小、功率因數(shù)可調(diào)、系統(tǒng)可靠性較高，因此近來受到了許多研究人員的重視。由于變頻器的功率只占電機(jī)容量的25%，因此可以大大降低系統(tǒng)的成本。但是，雙饋交流變頻調(diào)速系統(tǒng)中的電機(jī)需要專門設(shè)計，不能使用普通的異步電機(jī)；而且受變頻器容量和調(diào)速范圍的限制，不具備軟起動的能力。
二、高性能交流調(diào)速系統(tǒng)
V/f恒定、速度開環(huán)控制的通用變頻調(diào)速系統(tǒng)和滑差頻率速度閉環(huán)控制系統(tǒng)，基本上解決了異步電機(jī)平滑調(diào)速的問題。然而，當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械對調(diào)速系統(tǒng)的動靜態(tài)性能提出更高要求時，上述系統(tǒng)還是比直流調(diào)速系統(tǒng)略遜一籌。原因在于，其系統(tǒng)控制的規(guī)律是從異步電機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩公式出發(fā)推導(dǎo)出穩(wěn)態(tài)值控制，完全不考慮過渡過程，系統(tǒng)在穩(wěn)定性、起動及低速時轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)等方面的性能尚不能令人滿意。
考慮到異步電機(jī)是一個多變量、強(qiáng)耦合、非線性的時變參數(shù)系統(tǒng)，很難直接通過外加信號準(zhǔn)確控制電磁轉(zhuǎn)矩，但若以轉(zhuǎn)子磁通這一旋轉(zhuǎn)的空間矢量為參考坐標(biāo)，利用從靜止坐標(biāo)系到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系之間的變換，則可以把定子電流中勵磁電流分量與轉(zhuǎn)矩電流分量變成標(biāo)量獨立開來，進(jìn)行分別控制。這樣，通過坐標(biāo)變換重建的電動機(jī)模型就可等效為一臺直流電動機(jī)，從而可象直流電動機(jī)那樣進(jìn)行快速的轉(zhuǎn)矩和磁通控制即矢量控制。
和矢量控制不同，直接轉(zhuǎn)矩控制屏棄了解耦的思想，取消了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，簡單地通過檢測電機(jī)定子電壓和電流，借助瞬時空間矢量理論計算電機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)與給定值比較所得差值，實現(xiàn)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的直接控制。
盡管矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制使交流調(diào)速系統(tǒng)的性能有了較大的提高，但是還有許多領(lǐng)域有待研究：
（1）磁通的準(zhǔn)確估計或觀測
（2）無速度傳感器的控制方法
（3）電機(jī)參數(shù)的在線辨識
（4）極低轉(zhuǎn)速包括零速下的電機(jī)控制
（5）電壓重構(gòu)與死區(qū)補(bǔ)償策略
（6）多電平逆變器的高性能控制策略
三、展望
在交流調(diào)速的研究與制造過程中，硬件的設(shè)計與組裝占了相當(dāng)大的比重。電機(jī)制造以及調(diào)速裝置的制造需要大批的技術(shù)熟練工人，對
人員的素質(zhì)有一定要求。而國外相關(guān)產(chǎn)業(yè)的人工成本相對較高，在近十年內(nèi)，交流調(diào)速的制造業(yè)有可能向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。對中國來說，這也是一個機(jī)遇，如果我們抓住這個機(jī)會，再利用本身的市場有利條件，有可能在我國形成交流調(diào)速系統(tǒng)的制造業(yè)中心，使我國工業(yè)上一個新的臺階。需要注意的是發(fā)達(dá)國家在高技術(shù)領(lǐng)域是不會輕易放棄的，他們非常注意核心技術(shù)及軟件的保護(hù)和保密，為此，必須加大該領(lǐng)域的科研與開發(fā)的力度。
參考文獻(xiàn)：
[1]王樹.變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社,2005
[2]丁斗章.變頻調(diào)速技術(shù)與系統(tǒng)應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社,2005
[3]周志敏、周紀(jì)海、紀(jì)愛華.變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計與維護(hù).中國電力出版社，2007
第二篇：變頻調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
變頻調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
清華大學(xué)電機(jī)系冬雷李永東
[摘要］了解近十年來國外通用變頻器的技術(shù)發(fā)展對于深入了解交流傳動與控制技術(shù)的發(fā)展走向以及如何站在高起點上結(jié)合我國國情開發(fā)我國自己的產(chǎn)品都具有十分積極的意義。
[關(guān)鍵詞] 通用變頻 電力電子 IGBT IPM PWM DTC
1.前言
交流傳動與控制技術(shù)是目前發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一，這是和冉力電子器件制造技術(shù)、變流技術(shù)控制技術(shù)以及微型計算機(jī)和大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展密切相關(guān)。
通用變頻器作為早個商品開始在國內(nèi)上市，是近十年的事，銷售額逐年增加，于今全年有超過數(shù)十億元（RMB）的市場。其中．各種進(jìn)口品牌居多，功率小至百瓦大至數(shù)千千瓦；功能簡易或復(fù)雜；精度低或高；響應(yīng)慢或快：有PG（測速機(jī)）或無PG;有噪音或無噪音等等。
對于許多用戶來說,這十年中經(jīng)歷了多次更新，現(xiàn)所使用的變頻器大都屬于目前最為先進(jìn)的機(jī)型如果從應(yīng)用的角度來說，我們的水準(zhǔn)與發(fā)達(dá)國家沒有什么兩樣。作為國內(nèi)制造商,通過這十年來對國外的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行銷化，也正在積極地進(jìn)行國產(chǎn)變頻器的自主開發(fā)．努力追趕世界發(fā)達(dá)國家的水平。
回顧近十年來國外通用變頻器技術(shù)的發(fā)展對于深入了解交流傳動與控制技術(shù)的走向，以及如何站在高起點上結(jié)合我國國情開發(fā)我國自己的產(chǎn)品應(yīng)該說具有十分積極的意義.2.關(guān)于功率器件
變頻技術(shù)是建立在電力電子技術(shù)基礎(chǔ)之上的。在低壓交流電動機(jī)的傳動控制中，應(yīng)用最多的功率器件有GTO、GTR、IGBT以及智能模塊IPM(Intelligent Power Module），后面二種集GTR的低飽和電壓特性和MOSFET的高頻開關(guān)特性于一體是目前通用變頻器中最廣泛使用的主流功率器件。IGBT集射電壓Vce可＜3V,頻率可達(dá)到20KHZ,內(nèi)含的集射極間超高速二極管Trr可達(dá)150ns,1992年前后開始在通用變頻器中得到廣泛應(yīng)用。其發(fā)展的方向是損耗更低,開關(guān)速度更快、電壓更高,容量更大(3.3KV、1200A), 目前，采用溝道型柵極技術(shù)、非穿通技術(shù)等方法大幅度降低了集電極一發(fā)射極之間的飽和電壓[VCE（sat)]的第四代IGBT也已問世。
第四代IGBT的應(yīng)用使變頻器的性能有了很大的提高。其一是ICBT開關(guān)器件發(fā)熱減少，將曾占主回路發(fā)熱50－70％的器件發(fā)熱降低了30％。其二是高載波控制，使輸出電流波形有明顯改善；其三是開關(guān)頻率提高，使之超過人耳的感受范圍，即實現(xiàn)了電機(jī)運(yùn)行的靜青化；其四是驅(qū)動功率減少，體積趨于更小。
而IPM的投入應(yīng)用比IGBT約晚二年，由于IPM包含了1GBT芯片及外圍的驅(qū)動和保護(hù)電路.甚至還有的把光耦也集成于一體，因此是種更為好用的集成型功率器件，目前，在模塊額定由流10－600A范圍內(nèi)，通用變頻器均有采用IPM的趨問，其優(yōu)點是：
（l）開關(guān)速度快，驅(qū)動電流小，控制驅(qū)動更為簡單。
〔2)內(nèi)含電流傳感器，可以高效迅速地檢測出過電流和短路電流，能對功率芯片給予足夠的保護(hù)，故障率大大降低。
（3)由于在器件內(nèi)部電源電路和驅(qū)動電路的配線設(shè)計上做到優(yōu)化，所以浪涌電壓，門極振蕩，噪聲引起的干擾等問題能有效得到控制。
（4）保護(hù)功能較為豐富，如電流保護(hù)、電壓保護(hù)、溫度保護(hù)一應(yīng)俱全，隨著技術(shù)的進(jìn)步，保護(hù)功能將進(jìn)一步日臻完善。
（5｝IPM的售價已逐漸接近IGBT．而計人采用IPM后的開關(guān)電源容量、驅(qū)動功率容量的減小和器件的節(jié)省以及綜合性能提高等因素后在許多場合其性價比已高過IGBT，有很好的經(jīng)濟(jì)性。為此IPM除了在工業(yè)變頻器中被大量采用之后，經(jīng)濟(jì)型的IPM在近年內(nèi)也開始在一些民用品如家用空調(diào)變頻器，冰箱變頻器、洗衣機(jī)變頻器中得到應(yīng)用。IPM也在向更高的水平發(fā)展，日本三菱電機(jī)最近開發(fā)的專用智能模塊ASIPM將不需要外接光耦，通過內(nèi)部自舉電路可單電源供電并采用了低電感的封裝技術(shù)，在實現(xiàn)系統(tǒng)小型化，專用化，高性能，低成本方面又推進(jìn)了一步。
3.關(guān)于控制方式
早期通用變頻器如東芝TOSVERT－130系列、FUJI FVRG5／P5系列，SANKEN SVF系列等大多數(shù)為開環(huán)恒壓比（V／F=常數(shù)）的控制方式．其優(yōu)點是控制結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，缺點是系統(tǒng)性能不高，比較適合應(yīng)用在風(fēng)機(jī)、水泵調(diào)這場合。具體來說，其控制曲線會隨著負(fù)載的變化而變化；轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢，電視轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降穩(wěn)定性變差等。對變頻器U／F控制系統(tǒng)的改造主要經(jīng)歷了三個階段；
第一階段：
1.八十年代初日本學(xué)者提出了基本磁通軌跡的電壓空間矢量（或稱磁通軌跡法）。該方法以三
相波形的整體生成效果為前提，以逼近電機(jī)氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場軌跡為目的，一次生成二相調(diào)制波形。這種方法被稱為電壓空間矢量控制。典型機(jī)種如1989年前后進(jìn)入中國市場的FUJI（富士）FRN5OOOG5/P5、SANKEN（三墾）MF系列等。
②引人頻率補(bǔ)償控制，以消除速度控制的穩(wěn)態(tài)誤差
③基于電機(jī)的穩(wěn)態(tài)模型，用直流電流信號重建相電流，如西門子MicroMaster系列,由此估算出磁鏈幅值，并通過反饋控制來消除低速時定子電阻對性能的影響。
④將輸出電壓、電流進(jìn)行閉環(huán)控制，以提高動態(tài)負(fù)載下的電壓控制精度和穩(wěn)定度，同時也一定程度上求得電流波形的改善。這種控制方法的另一個好處是對再生引起的過電壓、過電流抑制較為明顯，從而可以實現(xiàn)快速的加減速。
之后，1991年由富士電機(jī)推出大家熟知的FVR與 FRNG7／P7系列的設(shè)計中，不同程度融入了②3．④項技術(shù)，因此很具有代表性。三菱日立，東芝也都有類似的產(chǎn)品。然而，在上述四種方法中，由于未引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，系統(tǒng)性能沒有得到根本性的改善.第二階段：
矢量控制。也稱磁場定向控制。它是七十年代初由西德 F.Blasschke等人首先提出，以直流電動機(jī)和交流電動機(jī)比較的方法分析闡述了這一原理，由此開創(chuàng)了交流電動機(jī)等效直流電動機(jī)控制的先河。它使人們看到交流電動機(jī)盡管控制復(fù)雜，但同樣可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩、磁場獨立控制的內(nèi)在本質(zhì)。
矢量控制的基本點是控制轉(zhuǎn)子磁鏈，以轉(zhuǎn)子磁通定向，然后分解定子電流，使之成為轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量，經(jīng)過坐標(biāo)變換實現(xiàn)正交或解耦控制。但是，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測，以及矢量變換的復(fù)雜性，使得實際控制效果往往難以達(dá)到理論分析的效果，這是矢量控制技術(shù)在實踐上的不足。此外．它必須直接或間接地得到轉(zhuǎn)子磁鏈在空間上的位置才能實現(xiàn)定子電流解耦控制，在這種矢量控制系統(tǒng)中需要配留轉(zhuǎn)子位置或速度傳感器，這顯然給許多應(yīng)用場合帶來不便。僅管如此，矢量控制技術(shù)仍然在努力融入通用型變頻器中，1992年開始，德國西門子開發(fā)了6SE70通用型系列，通過FC、VC、SC板可以分別實現(xiàn)頻率控制、矢量控制、伺服控制。1994年將該系列擴(kuò)展至315KW以上。目前，6SE70系列除了200KW以下價格較高，在200KW以上有很高的性價比。
第三階段：
1985年德國魯爾大學(xué)Depenbrock教授首先提出直接轉(zhuǎn)矩控制理論（Direct Torque
Control簡稱DTC）。直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制不同，它不是通過控制電流、磁鏈等量來間接控制轉(zhuǎn)矩，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控量來控制。
轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)越性在于：轉(zhuǎn)矩控制是控制定子磁鏈，在本質(zhì)上并不需要轉(zhuǎn)速信息；控制上對除定子電阻外的所有電機(jī)參數(shù)變化魯棒性良好；所引入的定子磁鍵觀測器能很容易估算出同步速度信息。因而能方便地實現(xiàn)無速度傳感器化。這種控制方法被應(yīng)用于通用變頻器的設(shè)計之中，是很自然的事，這種控制被稱為無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制。然而，這種控制依賴于精確的電機(jī)數(shù)學(xué)模型和對電機(jī)參數(shù)的自動識別（Identification向你ID),通過ID運(yùn)行自動確立電機(jī)實際的定子阻抗互感、飽和因素、電動機(jī)慣量等重要參數(shù)，然后根據(jù)精確的電動機(jī)模型估算出電動機(jī)的實際轉(zhuǎn)矩、定子碰鏈和轉(zhuǎn)子速度，并由磁鏈和轉(zhuǎn)矩的Band－Band控制產(chǎn)生PWM信號對逆變器的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制。這種系統(tǒng)可以實現(xiàn)很快的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度和很高的速度、轉(zhuǎn)矩控制精度。
1995年ABB公司首先推出的ACS600直接轉(zhuǎn)矩控制系列，已達(dá)到<2ms的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度在帶PG時的靜態(tài)速度精度達(dá)土O.01%，在不帶PG的情況下即使受到輸入電壓的變化或負(fù)載突變的影響，向樣可以達(dá)到正負(fù)0.1％的速度控制精度。其他公司也以直接轉(zhuǎn)矩控制為努力目標(biāo)，如安川VS－676H5高性能無速度傳感器矢量控制系列，雖與直接轉(zhuǎn)矩控制還有差別，但它也已做到了100ms的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)和正負(fù)0.2%（無PG）,正負(fù)0.01％（帶 PG）的速度控制精度，轉(zhuǎn)矩控制精度在正負(fù)3％左右。其他公司如日本富士電機(jī)推出的FRN 5000G9／P9以及最新的FRN5000Gll／P11系列出采取了類似無速度傳感器控制的設(shè)計，性能有了進(jìn)一步提高，然而變頻器的價格并不比以前的機(jī)型昂貴多少。
控制技術(shù)的發(fā)展完全得益于微處理機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自從1991年INTEL公司推出8X196MC系列以來，專門用于電動機(jī)控制的芯片在品種、速度、功能、性價比等方面都有很大的發(fā)展。如日本三菱電機(jī)開發(fā)用于電動機(jī)控制的M37705、M7906單片機(jī)和美國德州儀器的TMS320C240DSP等都是頗具代表性的產(chǎn)品。
4.關(guān)于PWM技術(shù)
PWM控制技術(shù)一直是變頻技術(shù)的核心技術(shù)之一。1964年A.Schonung和H.stemmler首先在<
從最初采用模擬電路完成三角調(diào)制波和參考止弦波比較，產(chǎn)生止弦脈寬調(diào)制SPWM信號以控制功率器件的開關(guān)開始，到目前采用全數(shù)字化方案，完成優(yōu)化的實時在線的PWM信號輸出，可以說直到目前為止，PWM在各種應(yīng)用場合仍占主導(dǎo)地位,并一直是人們研究的熱點。
由于PWM可以同時實現(xiàn)變頻變壓反抑制諧波的特點，由此在交流傳動乃至其它能量變換系
統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。PWM控制技術(shù)大致可以分為三類，正弦PWM（包括電壓，電流或磁通的正弦為目標(biāo)的各種PWM方案，多重PWM也應(yīng)歸于此類），優(yōu)化PWM及隨機(jī)PWM。正弦PWM已為人們所熟知，而旨在改善輸出電壓、電流波形，降低電源系統(tǒng)諧波的多重PWM技術(shù)在大功率變頻器中有其獨特的優(yōu)勢（如 ABB ACS1000系列和美國ROBICON公司的完美無諧波系列等）；而優(yōu)化PWM所追求的則是實現(xiàn)電流諧波畸變率（THD）最小，電壓利用率最高，效率最優(yōu)，及轉(zhuǎn)矩脈動最小以及其它特定優(yōu)化目標(biāo)。
在70年代開始至80年代初，由于當(dāng)時大功率晶體管主要為雙極性達(dá)林頓三極管，載波頻率一般最高不超過5KHZ，電機(jī)繞組的電磁噪音及諧波引起的振動引起人們的關(guān)注。為求得改善，隨機(jī)PwM方法應(yīng)運(yùn)而生。其原理是隨機(jī)改變開關(guān)頻率使電機(jī)電磁噪音近似為限帶白噪聲（在線性頻率坐標(biāo)系中，各頻率能量分布是均勻的），盡管噪音的總分貝數(shù)未變，但以固定開關(guān)頻率為特征的有色噪音強(qiáng)度大大削弱。正因為如此，即使在IGBT已被廣泛應(yīng)用的今天，對于載波頻率必須限制在較低頻率的場合，隨機(jī)PWM仍然有其特殊的價值（DTC控制即為一例）；另一方面則告訴人們消除機(jī)械和電磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作頻率，因為隨機(jī)PWM技術(shù)提供了一個分析、解決問題的全新思路。
5.展望
通用變頻器的發(fā)展是世界高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物。其發(fā)展的趨勢大致為：
5.l主控一體化
日本三菱公司將功率芯片和控制電路集成在一快芯片上的DIPIPM（即雙列直插式封裝）的研制已經(jīng)完成并推向市場。一種使逆變功率和控制電路達(dá)到一體化，智能化和高性能化的HVIC（高耐壓IC）SOC（System on Chip）的概念已被用戶接受，首先滿足了家電市場低成本、小型化、高可靠性和易使用等的要求。因此葉以展望，隨著功率做大，此產(chǎn)品在市場上極具競爭力。
5.2 小型化
用日本富士（FUJI）電機(jī)的三添勝先生的話說，變頻器的小型化就是向發(fā)熱挑戰(zhàn)。這就是說變頻器的小型化除了出自支撐部件的實裝技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計的大規(guī)模集成化，功率器件發(fā)熱的改善和冷卻技術(shù)的發(fā)展已成為小型化的重要原因。ABB公司將小型變頻器定型為Comp－ACTM他向全球發(fā)布的全新概念是，小功率變頻器應(yīng)當(dāng)象接觸器、軟起動器等電器元件一樣使用簡單，安裝方便，安全可靠。
5.3低電磁噪音化
今后的變頻器都要求在抗干擾和抑制高次諧波方面符合EMC國際標(biāo)準(zhǔn)，主要做法足在變頻器輸入側(cè)加交流電抗器或有源功率因數(shù)校正（Active Power Factor Correction． APFC）電路，改善輸入電流波形降低電網(wǎng)諧波以及逆變橋采取電流過零的開關(guān)技術(shù)。而控制電源用的開關(guān)電源將推崇半諧振方式，這種開關(guān)控制方式在30－50MhZ時的噪聲可降低15－20dB。
5.4專用化
通用變頻器中出現(xiàn)專用型家族是近年來的事。其目的是更好發(fā)揮變頻器的獨特功能并盡可能地方便用戶。如用于起重稅負(fù)載的 ARB ACC系列，用廣交流電梯的 Siemens MICO340系列和FUJI FRN5000G11UD系列，其他還有用于恒壓供水、上作機(jī)械主軸傳動、電源再生、紡織、機(jī)車牽引等專用系列。
5.5系統(tǒng)化
作為發(fā)展趨勢，通用變頻器從模擬式、數(shù)字式、智能化、多功能向集中型發(fā)展。最近，日本安川由機(jī)提出了以變頻器，伺服裝置，控制器及通訊裝置為中心的”D&M&C”概念，并制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。目的是為用戶提供最佳的系統(tǒng)。因此可以預(yù)見在今后．變頻器的高速響應(yīng)件和高性能什將是基本條件。
第三篇：淺談我國電子銀行發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
淺談我國電子銀行發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
伴隨著當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的深入發(fā)展和金融市場的日益創(chuàng)新，電子銀行業(yè)務(wù)已逐漸成為各大銀行發(fā)展的焦點。本文將從國內(nèi)外電子銀行發(fā)展現(xiàn)狀、特點以及我國電子銀行未來發(fā)展方向和實現(xiàn)路徑等角度展開分析，找到我國電子銀行業(yè)務(wù)存在的現(xiàn)有問題，并提出解決辦法，從而不斷提升服務(wù)質(zhì)量，促進(jìn)電子銀行業(yè)的順利運(yùn)作與健康發(fā)展。
一、國內(nèi)外電子銀行發(fā)展現(xiàn)狀
1、什么是電子銀行？
電子銀行是依靠先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)信息、電子技術(shù)，為客戶提供的一種自助式金融服務(wù)，主要包括網(wǎng)上銀行、自助銀行、電話銀行、手機(jī)銀行等類型。伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用及消費金融的日漸興起，電子銀行業(yè)不但通過創(chuàng)新消費模式拓展出全新的市場空間，而且逐漸對傳統(tǒng)金融服務(wù)業(yè)行成不可忽視的挑戰(zhàn)與沖擊。
2、國外電子銀行發(fā)展歷程
電子銀行最早興起于美國，1996年，美國“安全第一網(wǎng)絡(luò)銀行”便開始通過網(wǎng)絡(luò)開展金融業(yè)務(wù)，由于網(wǎng)上銀行的客戶、交易額等迅速超過傳統(tǒng)銀行，其業(yè)務(wù)覆蓋范圍快速擴(kuò)大，得到英國、日本等其他國家的關(guān)注與借鑒。歐洲國家中英國和瑞士是最先發(fā)展網(wǎng)上銀行，德國、法國等緊隨其后。亞洲網(wǎng)上銀行業(yè)務(wù)起步較晚，但是發(fā)展進(jìn)程非常迅猛。
近幾年，國外手機(jī)銀行業(yè)務(wù)占據(jù)了較大的市場份額，得到了普遍的認(rèn)可。許多國家開展了手機(jī)銀行業(yè)務(wù)，尤以韓國與日本發(fā)展最快。就日本銀行而言，手機(jī)銀行己成為其零售業(yè)務(wù)的重要支柱之一。
總體來說，國外電子銀行通過10余年的發(fā)展，立足于完善的信用管理體系和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，得到了迅速的發(fā)展，已成長為金融市場不可忽視的力量，為我國電子銀行業(yè)的發(fā)展提供了有益的借鑒。
3、國內(nèi)電子業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀
相對于國外，我國電子銀行受到法律法規(guī)、信用體系建設(shè)不完全及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)較為落后等現(xiàn)狀的制約，起步較晚，但發(fā)展較快。
（一）網(wǎng)上銀行
1997年，招商銀行建立的“一網(wǎng)通”，首創(chuàng)我國網(wǎng)上銀行的先河，中行、建行、農(nóng)行等也隨后陸續(xù)推出自己的網(wǎng)上銀行。進(jìn)入21世紀(jì)以后，網(wǎng)上銀行業(yè)務(wù)流程更加現(xiàn)代化，網(wǎng)上銀行越來越受到企業(yè)與個人的青睞。2010年我國網(wǎng)上銀行市場交易額達(dá)到553.75萬億元，截止2010年底注冊用戶數(shù)超過3億。圖1為05年至10年我國網(wǎng)上銀行的交易額及增長水平。由
圖可看出交易額快速上升。
圖105-10年我國網(wǎng)上銀行交易額及增長情況
（二）銀行卡及自助銀行
據(jù)數(shù)據(jù)顯示，截至2010年末，我國銀行借記卡發(fā)卡量為21.9億張，信用卡發(fā)卡量為2.3億張。各類銀行結(jié)算賬戶共計33.76億戶，同比增長20%，另外，我國非現(xiàn)金支付工具辦理支付業(yè)務(wù)共277億筆，金額為905.2萬億元，同比分別增長29.4%和26.5%。其中銀行卡業(yè)務(wù)共257.6億筆，金額為246.8萬億元，同比分別增長30.8%和48.7%。銀行卡的使用，為消費者日常購物、交易等提供便利，排除了攜帶大量現(xiàn)金的安全隱患，無紙化操作也促使交易順利快速完成。
（三）電話銀行
電話銀行是近年來日益興起的一種電子銀行業(yè)務(wù)，它通過電話這一通信工具將用戶與銀行緊密相連，為客戶提供各類查詢服務(wù)的新型銀行。各大銀行均開通了“9”開頭的電話服務(wù)熱線，如中國銀行：95566。電話銀行操作簡單，自動化管理，可實時查詢，實現(xiàn)了銀行“24小時制”的服務(wù)模式。
（四）手機(jī)銀行
手機(jī)銀行是我國電子銀行的重要發(fā)展方向。手機(jī)具有方便攜帶、操作簡單等特征，用戶可以隨時與他人溝通聯(lián)系，是一種大眾化的便捷通信工具。1999年，我國首次開發(fā)手機(jī)銀行業(yè)務(wù)，為用戶提供賬戶查詢、繳費、轉(zhuǎn)賬與證券交易信息等服務(wù)。目前，中行、交行、工行等各大銀行均已開通手機(jī)銀行的業(yè)務(wù)，其中招商銀行用戶手機(jī)銀行轉(zhuǎn)賬匯款0費用、建行用戶可享受轉(zhuǎn)賬匯款1折優(yōu)惠等活動，大大促進(jìn)了我國手機(jī)銀行業(yè)務(wù)的發(fā)展。
截至2011年6月，我國手機(jī)用戶已突破9億大關(guān)，超過3億的用戶使用手機(jī)上網(wǎng)業(yè)務(wù)，開通手機(jī)銀行的用戶已超7000萬，標(biāo)志著我國手機(jī)銀行業(yè)務(wù)已進(jìn)入了一個嶄新的發(fā)展階段。
二、電子銀行發(fā)展特點
電子銀行發(fā)展如此迅猛，很大程度上是由于它具有無紙化交易、方便快捷、成本低廉等的特點。
（一）無紙化交易
傳統(tǒng)銀行的日常支付手段通常是通過現(xiàn)金、票據(jù)等來完成的，而電子銀行的應(yīng)用使我國實現(xiàn)了無紙化交易，它具有高效、安全、保密的特點，已成為銀行業(yè)及其他領(lǐng)域的發(fā)展主流。
（二）方便快捷
電子銀行使用非常便捷，不受時間與空間的限制，可以隨時隨地獲得服務(wù)。電子銀行提供的個性化服務(wù)，有助于針對性的為企業(yè)與個人提供理財投資服務(wù)，使其降低運(yùn)營成本，提高資金的周轉(zhuǎn)率。電子銀行也為用戶日常生活提供了便利，足不出戶即可完成水電費、網(wǎng)上購物等的交易支付，省時省力。
（三）成本低廉
電子銀行的交易成本低廉，能夠?qū)崿F(xiàn)銀行、客戶成本的雙降，實現(xiàn)共贏。電子銀行省去了以往傳統(tǒng)支付的繁雜手續(xù)，減少了銀行的開支，同時可以減少客戶交通等的額外費用。
三、我國電子銀行存在的問題及對策分析
應(yīng)當(dāng)看到，我國電子銀行的發(fā)展存在一定的問題，應(yīng)當(dāng)引起從業(yè)者的重視。
首先，電子銀行業(yè)務(wù)風(fēng)險管理有待完善。電子銀行的無紙化操作雖規(guī)避了攜帶現(xiàn)金的安全隱患，但由于我國各大銀行電子銀行的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，缺乏整體規(guī)劃，潛在的信息安全漏洞以及銀行內(nèi)部風(fēng)險監(jiān)控體系的不完善為互聯(lián)網(wǎng)犯罪提供了條件。作為電子銀行運(yùn)營的核心問題，風(fēng)險管理漏洞如不能妥善解決，將成為制約行業(yè)長遠(yuǎn)健康發(fā)展的瓶頸。
其次，電子銀行業(yè)務(wù)品種單一，經(jīng)營理念落后。目前，電子銀行服務(wù)僅包括賬單查詢、匯款、轉(zhuǎn)賬以及企業(yè)資金結(jié)算與調(diào)撥等業(yè)務(wù)。新型電子銀行未能在傳統(tǒng)銀行的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新，研發(fā)出具有行業(yè)特色的產(chǎn)品，長期局限于傳統(tǒng)銀行業(yè)務(wù)的窠臼。相對于西方銀行以客戶為主，針對客戶不同需求提供個性化服務(wù)的經(jīng)營理念，我國的電子銀行仍以產(chǎn)品為主，服務(wù)項目存在較大的雷同性，無法滿足不同層次的客戶需求。不能通過聚焦細(xì)分市場，以產(chǎn)品的差異化來提高自身競爭力。
最后，電子銀行法律不夠健全，信用體系有待進(jìn)一步完善。由于我國尚未針對本行業(yè)出臺完善的法律法規(guī)，影響了行業(yè)內(nèi)信用體系的完善，阻礙了我國電子銀行業(yè)務(wù)的發(fā)展進(jìn)程。
對于我國電子銀行存在的問題，筆者認(rèn)為應(yīng)從以下幾方面采取有力措施，推進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
（一）把握戰(zhàn)略定位，加大科技投入
電子化水平的高低是衡量電子銀行綜合實力的關(guān)鍵因素，直接關(guān)系到電子銀行業(yè)務(wù)的順利運(yùn)行。因此，我們務(wù)必加大科技資金和開發(fā)的投入，加強(qiáng)優(yōu)秀科技人員對電子銀行各方面項目的深入研究與開發(fā)。
（二）提高風(fēng)險防范意識，強(qiáng)化業(yè)務(wù)監(jiān)督
我國電子銀行業(yè)應(yīng)建立統(tǒng)一的準(zhǔn)入和支付標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范網(wǎng)上銀行支付規(guī)范，避免不當(dāng)操作引起的損失。同時應(yīng)加強(qiáng)電子支付的網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)，防范計算機(jī)、銀行卡、手機(jī)銀行在支付環(huán)節(jié)的信息遺漏風(fēng)險。此外，央行應(yīng)當(dāng)積極引導(dǎo)各銀行采用SET運(yùn)作模式，在各交易參與方之間建立防火墻，提高信息安全性。
（三）提升銀行服務(wù)質(zhì)量，增加客戶滿足度
加強(qiáng)對高級復(fù)合人才的培養(yǎng)，提升銀行從業(yè)人員的服務(wù)質(zhì)量，有助于提高客戶對電子銀行業(yè)務(wù)的認(rèn)識，提升電子銀行業(yè)的品牌影響力。
為全面提升服務(wù)質(zhì)量，應(yīng)采取以下措施：
1、定期開展培訓(xùn)，加大培訓(xùn)力度。銀行員工培訓(xùn)主要包括專業(yè)技能與綜合素質(zhì)方面，培訓(xùn)過程中能夠挖掘員工潛力，使員工更好地掌握電子銀行業(yè)務(wù)，并能夠提高團(tuán)隊素質(zhì)以及綜合能力，增強(qiáng)員工防范意識，按規(guī)操作，相互監(jiān)督。
2、創(chuàng)建學(xué)習(xí)型團(tuán)隊，培育員工終身學(xué)習(xí)的理念。
3、樹立以客戶為中心，以提升服務(wù)效率為目標(biāo)的評估體系，不斷地提高客戶滿意度。
（四）強(qiáng)化產(chǎn)品功能，以差異化促發(fā)展
電子銀行的產(chǎn)品開發(fā)人員應(yīng)根據(jù)客戶的需求進(jìn)行產(chǎn)品的研發(fā)，發(fā)掘細(xì)分市場，在傳統(tǒng)銀行原有功能基礎(chǔ)上增加新功能，適應(yīng)當(dāng)前電子產(chǎn)品的發(fā)展。本著以客戶為中心的經(jīng)營理念，長期持續(xù)對不同需求的客戶進(jìn)行咨詢和調(diào)查，打造差異化發(fā)展戰(zhàn)略，逐步搭建核心競爭力并賦予其新的內(nèi)涵。
（五）建立規(guī)范的法律法規(guī)
我國關(guān)于電子銀行已經(jīng)制定的規(guī)章包括：《電子銀行業(yè)務(wù)管理辦法》、《電子銀行安全評估指引》，屬行業(yè)指導(dǎo)性文件，而現(xiàn)行的《商業(yè)銀行法》、《銀行業(yè)監(jiān)督管理法》、《人民銀行法》等法律，均未對我國電子銀行業(yè)務(wù)進(jìn)行規(guī)定。監(jiān)管法律的缺失導(dǎo)致我國電子銀行業(yè)長期處于無序發(fā)展?fàn)顟B(tài)，影響了行業(yè)的健康發(fā)展。因此我國應(yīng)在不斷完善銀行卡、網(wǎng)上銀行、手機(jī)銀行等業(yè)務(wù)管理辦法的基礎(chǔ)上，積極推動出臺相關(guān)立法，為我國電子銀行業(yè)務(wù)的發(fā)展創(chuàng)造良好的法律環(huán)境。
四、我國電子銀行前景展望
電子銀行伴隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的興盛而產(chǎn)生，適應(yīng)了現(xiàn)代電子網(wǎng)絡(luò)時代的步伐。電子銀
行業(yè)務(wù)作為一種虛擬的銀行柜臺，作為新興的金融服務(wù)，為廣大客戶的金融理財提供了極大的便利，其發(fā)展勢不可擋。
手機(jī)銀行業(yè)務(wù)將憑借手機(jī)特有的優(yōu)勢，成為未來幾年的發(fā)展熱點。它有成為與網(wǎng)上銀行與銀行卡并駕齊驅(qū)第三極的潛力。另外，電子銀行與第三方支付的競爭與合作將進(jìn)一步加深。目前我國各大銀行已與支付寶展開了合作，共同開拓電子商務(wù)市場。
我們應(yīng)當(dāng)立足國內(nèi)市場特征，逐步解決電子銀行的各項問題，推進(jìn)我國電子銀行與電子商務(wù)的迅速發(fā)展。
第四篇：超臨界二氧化碳的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
超臨界二氧化碳的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
摘 要:超臨界二氧化碳具有氣體的低粘度、高擴(kuò)散系數(shù)和液體的高密度,且化學(xué)惰性,無毒無腐蝕,臨界狀態(tài)容易實現(xiàn),是一種性能優(yōu)良的環(huán)境友好溶劑。本文在超臨界二氧化碳的萃取、超臨界流體沉淀技術(shù)、化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)、取代傳統(tǒng)工藝助劑和溶劑等方面就目前的現(xiàn)狀做了簡介,指出了目前超臨界二氧化碳的研究進(jìn)展以及今后的研究方向。關(guān)鍵詞:超臨界二氧化碳;綠色溶劑;萃??；沉淀；化學(xué)反應(yīng)
超臨界流體(Supercritical Fluid , 簡稱SCF),是指處于臨界溫度和臨界壓力之上的流體。這種流體具有氣體的低粘度、高擴(kuò)散系數(shù)和液體的高密度特性,對許多物質(zhì)具有很強(qiáng)的溶解能力,而且其溶解能力對溫度和壓力的變化極為敏感,易于調(diào)節(jié)。隨著科技發(fā)展和人們對環(huán)境問題認(rèn)識的不斷提高,目前化學(xué)工業(yè)、涂料、油漆、泡沫塑料、機(jī)械、微電子等行業(yè)使用的揮發(fā)性有機(jī)溶劑所帶來的溫室效應(yīng)、臭氧層空洞、水源污染等環(huán)境問題越來越引起了人們的重視,因而對一些性能優(yōu)良且環(huán)境友好的超臨界流體的應(yīng)用研究受到了許多國家的政府、尤其是科學(xué)工作者的廣泛關(guān)注。超臨界流體技術(shù)自上世紀(jì)70年代開始嶄露頭角以來，以其環(huán)保、高效等顯著特性迅速超越了傳統(tǒng)技術(shù)。
近二十多年來，隨著人們對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略認(rèn)識的不斷加強(qiáng)，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，特別是工業(yè)領(lǐng)域，綠色化學(xué)、清潔生產(chǎn)技術(shù)受到越來越多的重視。超臨界技術(shù)在國內(nèi)外迅猛發(fā)展，在食品、化工、香料、環(huán)保、納米材料、生物醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用前景，也取得了眾多的重要成果。常見的超臨界流體中,由于二氧化碳化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,無毒性和無腐蝕性,不易燃和不爆炸,臨界狀態(tài)容易實現(xiàn),而且其臨界溫度(31.1 ℃)接近常溫,對食品及醫(yī)藥中香氣成分、生理活性物質(zhì)、酶及蛋白質(zhì)等熱敏性物質(zhì)無破壞作用,因而,有關(guān)超臨界二氧化碳的應(yīng)用研究尤為廣泛。
化學(xué)過程工業(yè)中許多反應(yīng)、抽提、分離和其他操作均涉及使用有機(jī)溶劑，但其會造成許多環(huán)境問題，常規(guī)有機(jī)溶劑為揮發(fā)性有機(jī)化合物。此外，有機(jī)溶劑有可能破壞臭氧層而受到限制。超臨界二氧化碳是傳統(tǒng)有機(jī)溶劑有吸引力的替代方案。二氧化碳不是揮發(fā)性有機(jī)化合物。雖然二氧化碳是溫室氣體，如果它從環(huán)境中抽取，應(yīng)用于過程中，然后再返回到環(huán)境中，則不會造成溫室氣體效應(yīng)。超臨界二氧化碳具有不斷增多的商業(yè)化應(yīng)用潛力。與許多有機(jī)溶劑不同，超臨界二氧化碳不可燃。它為惰性、無毒，具有適中的臨界常數(shù)。二氧化碳：臨界溫度為31．1℃，接近常溫，用于對溫度敏感的材料有吸引力。二氧化碳的臨界壓力為7．38 MPa。由于其分子非極性，故液態(tài)的二氧化碳對極性物質(zhì)的溶解能力極低，而對低極性和非極性物質(zhì)卻具有較高的溶解能力，二氧化碳對非極性或疏水性纖維具有較高的溶解能力。如果把二氧化碳置于封閉體系中升溫和加壓后，當(dāng)溫度和壓力超過二氧化碳的臨界溫度(31．1℃)和臨界壓力(7．39 MPa)即超過臨界點后，則二氧化碳就轉(zhuǎn)變?yōu)槌R界流體狀態(tài)。由于它不同于氣體、液體和固體，故將這種液體狀態(tài)稱為超臨界流體。處于超臨界流體的二氧化碳：和氣體一樣，可以均勻地分布在整個容器中，通過控制壓力，可以達(dá)到和液體一樣大小的密度(0．3 g／cm 以上)，它對物體具有很強(qiáng)的滲透作用，對物質(zhì)的溶解能力比氣體大得多，甚至比液體還要強(qiáng)，超臨界二氧化碳流體的密度是氣體的數(shù)百倍，接近于液體，但其粘度又和氣體相等，它的擴(kuò)散系數(shù)是氣體的l％左右，但又比液體大數(shù)百倍，這就是溶解分散在超臨界二氧化碳流體中的物質(zhì)易擴(kuò)散、滲透能力強(qiáng)的原因所在。1超臨界流體特性
超臨界流體(Supercritical Fluid，簡稱SCF)是指臨界溫度和臨界壓力以上的高密度流體，超臨界流體兼具氣體和液體的雙重特性，密度接近于液體，粘度和擴(kuò)散系 1
數(shù)接近于氣體，滲透性好。目前，有文獻(xiàn)報道的超臨界流體大致有幾十種，最為常見的是二氧化碳和水，均具有價廉易得、安全無毒等特點，應(yīng)用較為廣泛。
2超臨界技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
近來的一些研究表明，超臨界流體溶劑有優(yōu)于普通溶劑的特性。如：可用超臨界 CO2取代老溶劑氟里昂，作為氟代丙烯酸酯單體自由基聚合反應(yīng)的溶劑，氣產(chǎn)率高，而且產(chǎn)物易于分離；在三乙胺或三乙胺/甲醇存在下CO2催化加氫合成甲酸或甲酸衍生物的反應(yīng)在超臨界CO2中進(jìn)行時，其反應(yīng)速率明顯大于在其他溶劑中進(jìn)行時的速率。由于超臨界流體的獨特性質(zhì)，使得超臨界技術(shù)正作為一種具有廣闊應(yīng)用前景的“綠色工藝”，受到越來越多國家的重視。從目前的發(fā)展?fàn)顩r看，超臨界技術(shù)在以下幾個方面發(fā)揮了重要的作用。
2.1超臨界流體萃取
在臨界點附近的超臨界流體,操作溫度或操作壓力的微小變化,都會引起超臨流體密度的很大變化,從而可導(dǎo)致其溶解能力高達(dá)幾個數(shù)量級的變化。超臨界CO2 萃取即是在低溫或高壓(高密度)條件下,溶解出所需的成分,然后提高溫度或降低壓力,在低密度條件下使萃取出來的成分與萃取劑分離,從而實現(xiàn)超臨界CO2 萃取分離過程。
食品工業(yè)上，超臨界二氧化碳萃取主要用于從天然中提取各種脂溶有效成分，其提取率優(yōu)于有機(jī)溶劑萃取，且無溶劑殘留，為純天然產(chǎn)品?，F(xiàn)已成功提取的物質(zhì)有啤酒花浸膏、咖啡因、亞麻酸、農(nóng)副產(chǎn)品植物油脂（如小麥胚芽油、米糠油、玉米油、大蒜油、洋蔥油、姜油、橄欖殼油、辣椒萃取物、胡椒萃取物、花椒提取物、蛋黃油、魚油（EPA、DHA）等）、植物種子油料（如沙棘、黑加侖、大豆、可可豆、松子油、向日葵、棕櫚、咖啡豆等油脂）、天然色素（辣椒紅、玉米黃、番茄紅、紫草色素等）等。例如： 清華大學(xué)紫光集團(tuán)利用超臨界流體萃取技術(shù)，成功開發(fā)了從啤酒花提取啤酒花浸膏、從桂花提取桂花浸膏、紅豆杉中提取紫杉醇、紫草中提取紫草素、小麥胚芽里提取胚芽油、黑加侖里提取籽油 沙棘植物中提取沙棘油 干辣椒中提取辣椒紅色素等系列產(chǎn)品的加工工藝。醫(yī)藥領(lǐng)域中，利用超臨界二氧化碳萃取技術(shù)提取米油沙棘油、維生素E、紫杉醇、銀杏黃酮、人參皂苷、馬錢子堿、青蒿素等多種藥用成分。在工業(yè)廢物處理及回收利用方面, Hurren和Fu報道了利用超臨界CO2萃取從金屬加工業(yè)產(chǎn)生的油泥中回收金屬和切削油。傳統(tǒng)采用擠壓或離心方法能將污泥中含油量降至10～ 15%而采用超臨界CO2萃取則可降至1%以下,并且回收的油相當(dāng)潔凈,可直接再次使用。還有油泥中金屬粉末也能全部回收,而此前只能作為廢物進(jìn)行填埋處理。
2.2 超臨界流體沉淀（supercritical fluid precipitation SFP）
早在1879年,Hannay等人就發(fā)現(xiàn),當(dāng)SCF溶液快速降壓膨脹(RESS)時,溶液中的溶質(zhì)會象雪花一樣在氣體中沉淀。但是,RESS這一現(xiàn)象真正得到人們關(guān)注是在20世紀(jì)80年代。當(dāng)時Krukonis預(yù)測到了這一現(xiàn)象的實用價值,并開展了相應(yīng)的研究工作,使人們對這一現(xiàn)象有了深刻的理解。隨后,Battelle研究所發(fā)展了RESS成核結(jié)晶技術(shù)并使這一過程在實驗室得以實現(xiàn)。該方法利用SCF的溶解能力隨壓力變化這一特性,把溶質(zhì)溶解在SCF中,然后使溶液通過一毛細(xì)噴嘴高速噴入一常壓沉淀設(shè)備內(nèi),SCF由于壓力降低而迅速膨脹成氣態(tài),其對溶質(zhì)的溶解度迅速降低,溶液過飽和度迅速增大,致使溶質(zhì)結(jié)晶沉淀出超細(xì)粒子,經(jīng)過濾裝置可收集到不含溶劑之潔凈的超細(xì)粒子產(chǎn)品。人們在對采用RESS技術(shù)制備超細(xì)微粒進(jìn)行更深入的研究中發(fā)現(xiàn),雖然RESS具有過程簡單、操作容易等許多優(yōu)點,但是當(dāng)成核物質(zhì)在SCF(如CO2)中難溶解或不溶解時,則不宜采用該法。
目前SEP 技術(shù)涉及的研究領(lǐng)域有無機(jī)、有機(jī)、高分子材料及藥物等的超細(xì)化；藥物的維球化、微膠囊化、納米懸浮液的制備，易爆物質(zhì)的粉碎，膜制備及粒子涂層等。如：Elvassore 等人將胰島素與可生物分解的聚合物（聚L－ 丙交換脂或聚乙烯乙二
醇）溶解在二氯甲烷與二甲基亞砜組成的混合溶劑中，以SF-CO2為抗溶劑成功地制備出了平均尺寸分別為0.5－ 2um、400－ 600nm，粒度分布窄，殘留溶劑消除徹底且內(nèi)部均勻混有保持著高的藥用活性胰島素的聚合物微球或納米球；通過嚴(yán)格控制溫度、壓力、流量聚合物樣品等操作條件，可以得到表面光滑、內(nèi)部結(jié)構(gòu)堅實且重現(xiàn)性高的不團(tuán)聚、不絮凝的內(nèi)部均勻混有胰島素的聚合物納米球。
2.3超臨界流體二氧化碳作為反應(yīng)介質(zhì)
超臨界流體作為反應(yīng)介質(zhì)，具有許多優(yōu)越性。首先是具有氣體的特征：粘度小，擴(kuò)散性能好，易于和其它氣體互溶，傳質(zhì)與傳熱性能好；同時又具有液體的密度和強(qiáng)溶解度，易于通過調(diào)節(jié)壓力、溫度?？刂屏黧w的密度、介電常數(shù)、粘度和擴(kuò)散系數(shù)。常用的有超臨界水反應(yīng)及超臨界二氧化碳反應(yīng)。水及二氧化碳均系對環(huán)境無污染的介質(zhì)，超臨界流體反應(yīng)工程屬于綠色產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用技術(shù)，宜于在2l世紀(jì)的新興產(chǎn)業(yè)中推廣。近幾年，在超lI缶界流體技術(shù)應(yīng)用于反應(yīng)工程上的主要研究方向有：測定均相反應(yīng)的反應(yīng)速率和溶劑效應(yīng)，以及尋求新的應(yīng)用對象；研究非均相催化和生物催化反應(yīng)的一般行為，以及拓寬其應(yīng)用范圍；物料的轉(zhuǎn)化和分解反應(yīng)；在超臨界水中的氧化反應(yīng)等。
2.4 用于取代傳統(tǒng)工藝助劑或溶劑
超臨界CO2可以很好地溶解分子質(zhì)量較小的有機(jī)化合物,若添加適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣?則如聚合物、重油、石蠟、蛋白質(zhì)等許多分子質(zhì)量較大的物質(zhì)可以在超臨界CO2 中溶解,因此,以超臨界CO2 代替?zhèn)鹘y(tǒng)工業(yè)溶劑,減少揮發(fā)性有機(jī)溶劑的排放具有顯著的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。
2.4.1 超臨界CO2噴漆技術(shù)
涂料中使用的揮發(fā)性有機(jī)溶劑,不僅危害施工人員的健康,而且可污染大氣和水源,嚴(yán)重威脅人類的生存環(huán)境。使用環(huán)境友好的超臨界CO2代替?zhèn)鹘y(tǒng)噴漆過程中的快揮發(fā)溶劑,而僅保留原溶劑總量1/ 3～1/ 5 的慢揮發(fā)溶劑,可獲得良好的噴漆質(zhì)量。實踐證明這種新的噴漆系統(tǒng)能大大減少環(huán)境污染的揮發(fā)性有機(jī)溶劑的排放,同時改善施工環(huán)境,有利于操作人員的身體健康,具有廣闊的應(yīng)用前景。
2.4.2 超臨界CO2清洗技術(shù)
在機(jī)械、電子、醫(yī)藥和干洗等行業(yè)中普遍采用揮發(fā)性有機(jī)溶劑來進(jìn)行清洗,帶來了大氣污染等環(huán)境問題和人身危害安全問題。由于許多工業(yè)材料在超臨界CO2中的溶解度較低,為此,美國北卡羅萊納大學(xué)的J.M.Desimore 等人設(shè)計了一種含氟化合物表面活性劑,可使聚合物、重油、石蠟、蛋白質(zhì)等許多分子質(zhì)量較大的物質(zhì)在超臨界CO2中溶解,因此可使用超臨界CO2代替?zhèn)鹘y(tǒng)有機(jī)溶劑作為工業(yè)清洗劑。超臨界CO2清洗技術(shù)一方面可減少有毒有機(jī)物的排放,不污染環(huán)境,另外與用水或溶劑常規(guī)清洗相比,可降低清洗費用,清洗部件不需干燥處理,可縮短清洗時間。
3.前景與展望
綜上所述,超臨界流體二氧化碳作為新型的綠色溶劑,不但可以替代傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑而且能夠為反應(yīng)分子提供新的分子環(huán)境,使反應(yīng)的選擇性轉(zhuǎn)化率得到改變和提高,或使分離提純等過程較容易進(jìn)行。因此,綠色溶劑的研究已引起了科學(xué)家的濃厚興趣并有待進(jìn)一步的開發(fā),如何增強(qiáng)其商業(yè)可行性及預(yù)防污染在未來對化學(xué)家的工作將起到重要作用。每一位化學(xué)家需要知道如何設(shè)計生產(chǎn)程序,將注意力集中在有效預(yù)防環(huán)境問題及解決那些環(huán)境問題上,并重視選擇合適溶劑,我們相信,綠色溶劑將迎來一個更加繁榮的春天。
第五篇：SCADA系統(tǒng)發(fā)展歷程和前景展望
SCADA系統(tǒng)發(fā)展歷程和前景展望
SCADA系統(tǒng)概述
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，它可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠(yuǎn)動系統(tǒng)。
SCADA系統(tǒng)是以計算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。它可以對現(xiàn)場的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能。
由于各個應(yīng)用領(lǐng)域?qū)CADA的要求不同，所以不同應(yīng)用領(lǐng)域的SCADA系統(tǒng)發(fā)展也不完全相同。
在電力系統(tǒng)中，SCADA系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)發(fā)展也最為成熟。它作為能量管理系統(tǒng)（EMS系統(tǒng)）的一個最主要的子系統(tǒng)，有著信息完整、提高效率、正確掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、加快決策、能幫助快速診斷出系統(tǒng)故障狀態(tài)等優(yōu)勢，現(xiàn)已經(jīng)成為電力調(diào)度不可缺少的工具。它對提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、安全性與經(jīng)濟(jì)效益，減輕調(diào)度員的負(fù)擔(dān)，實現(xiàn)電力調(diào)度自動化與現(xiàn)代化，提高調(diào)度的效率和水平中方面有著不可替代的作用。
SCADA在鐵道電氣化遠(yuǎn)動系統(tǒng)上的應(yīng)用較早，在保證電氣化鐵路的安全可靠供電，提高鐵路運(yùn)輸?shù)恼{(diào)度管理水平起到了很大的作用。在鐵道電氣化SCADA系統(tǒng)的發(fā)展過程中，隨著計算機(jī)的發(fā)展，不同時期有不同的產(chǎn)品，同時我國也從國外引進(jìn)了大量的SCADA產(chǎn)品與設(shè)備，這些都帶動了鐵道電氣化遠(yuǎn)動系統(tǒng)向更高的目標(biāo)發(fā)展。
SCADA系統(tǒng)發(fā)展歷程
SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)系統(tǒng)，全名為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)自誕生之日起就與計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān)。SCADA系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)經(jīng)歷了三代。
第一代是基于專用計算機(jī)和專用操作系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)，如電力自動化研究院為華北電網(wǎng)開發(fā)的SD176系統(tǒng)以及在日本日立公司為我國鐵道電氣化遠(yuǎn)動系統(tǒng)所設(shè)計的H-80M系統(tǒng)。這一階段是從計算機(jī)運(yùn)用到SCADA系統(tǒng)時開始到70年代。
第二代是80年代基于通用計算機(jī)的SCADA系統(tǒng)，在第二代中，廣泛采用VAX等其它計算機(jī)以及其它通用工作站，操作系統(tǒng)一般是通用的UNIX操作系統(tǒng)。在這一階段，SCADA系統(tǒng)在電網(wǎng)調(diào)度自動化中與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析，自動發(fā)電控制（AGC）以及網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)合到一起構(gòu)成了EMS系統(tǒng)（能量管理系統(tǒng)）。第一代與第二代SCADA系統(tǒng)的共同特點是基于集中式計算機(jī)系統(tǒng)，并且系統(tǒng)不具有開放性，因而系統(tǒng)維護(hù)，升級以及與其它聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成很大困難。90年代按照開放的原則，基于分布式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍聯(lián)網(wǎng)的EMS/SCADA系統(tǒng)稱為第三代。這一階段是我國SCADA/EMS系統(tǒng)發(fā)展最快的階段，各
種最新的計算機(jī)技術(shù)都匯集進(jìn)SCADA/EMS系統(tǒng)中。這一階段也是我國對電力系統(tǒng)自動化以及電網(wǎng)建設(shè)投資最大的時期，國家計劃未來三年內(nèi)投資2700億元改造城鄉(xiāng)電網(wǎng)可見國家對電力系統(tǒng)自動化以及電網(wǎng)建設(shè)的重視程度。
第四代SCADA/EMS系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件已經(jīng)或即將具備，預(yù)計將與21世紀(jì)初誕生。該系統(tǒng)的主要特征是采用Internet技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及JAVA技術(shù)等技術(shù)，繼續(xù)擴(kuò)大SCADA/EMS系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的集成，綜合安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及商業(yè)化運(yùn)營的需要。SCADA系統(tǒng)在電氣化鐵道遠(yuǎn)動系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)上已經(jīng)取得突破性進(jìn)展，應(yīng)用上也有迅猛的發(fā)展。由于電氣化鐵道與電力系統(tǒng)有著不同的特點，在SCADA系統(tǒng)的發(fā)展上與電力系統(tǒng)的道路并不完全一樣。在電氣化鐵道遠(yuǎn)動系統(tǒng)上已經(jīng)成熟的產(chǎn)品有由我所自行研制開發(fā)的HY200微機(jī)遠(yuǎn)動系統(tǒng)以及由西南交通大學(xué)開發(fā)的DWY微機(jī)遠(yuǎn)動系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)性能可靠、功能強(qiáng)大，在保證電氣化鐵道供電安全，提高供電質(zhì)量上起到了重要的作用，對SCADA系統(tǒng)在鐵道電氣化上的應(yīng)用功不可沒。
SCADA系統(tǒng)發(fā)展瞻望
SCADA系統(tǒng)在不斷完善，不斷發(fā)展，其技術(shù)進(jìn)步一刻也沒有停止過。當(dāng)今，隨著電力系統(tǒng)以及鐵道電氣化系統(tǒng)對SCADA系統(tǒng)需求的提高以及計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為SCADA系統(tǒng)提出新的要求，概括地說，有以下幾點：
SCADA/EMS系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的廣泛集成SCADA系統(tǒng)是電力系統(tǒng)自動化的實時數(shù)據(jù)源，為EMS系統(tǒng)提供大量的實時數(shù)據(jù)。同時在模擬培訓(xùn)系統(tǒng)，MIS系統(tǒng)等系統(tǒng)中都需要用到電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)，而沒有這個電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)信息，所有其它系統(tǒng)都成為“無源之水”。所以在這今十年來，SCADA系統(tǒng)如何與其它非實時系統(tǒng)的連接成為SCADA研究的重要課題；現(xiàn)在在SCADA系統(tǒng)已經(jīng)成功地實現(xiàn)與DTS(調(diào)度員模擬培訓(xùn)系統(tǒng))、企業(yè)MIS系統(tǒng)的連接。SCADA系統(tǒng)與電能量計量系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)、水調(diào)度自動化系統(tǒng)、調(diào)度生產(chǎn)自動化系統(tǒng)以及辦公自動化系統(tǒng)的集成成為SCADA系統(tǒng)的一個發(fā)展方向。
變電所綜合自動化
以RTU、微機(jī)保護(hù)裝置為核心，將變電所的控制、信號、測量、計費等回路納入計算機(jī)系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)的控制保護(hù)屏，能夠降低變電所的占地面積和設(shè)備投資，提高二次系統(tǒng)的可靠性。變電所的綜合自動化已經(jīng)成為有關(guān)方面的研究課題，我國東方電子等公司已經(jīng)推出相應(yīng)的產(chǎn)品，但在鐵道電氣化上還處于研究階段。
專家系統(tǒng)、模糊決策、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)研究與應(yīng)用
利用這些新技術(shù)模擬電網(wǎng)的各種運(yùn)行狀態(tài)，并開發(fā)出調(diào)度輔助軟件和管理決策軟件，由專家系統(tǒng)根據(jù)不同的實際情況推理出最優(yōu)化的運(yùn)行方式或出來故障的方法，以達(dá)到合理、經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行電網(wǎng)電力調(diào)度，提高運(yùn)輸效率的目的。
面向?qū)ο蠹夹g(shù)、Internet技術(shù)、及JAVA技術(shù)的應(yīng)用
面向?qū)ο蠹夹g(shù)(OOT)是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫設(shè)計、市場模型設(shè)計和電力系統(tǒng)分析軟件設(shè)計的合適工具，將面向?qū)ο蠹夹g(shù)(OOT)運(yùn)用于SCADA/EMS系統(tǒng)是發(fā)展趨勢。
隨著Internet技術(shù)的發(fā)展，瀏覽器界面已經(jīng)成為計算機(jī)桌面的基本平臺，將瀏覽器技術(shù)運(yùn)用于SCADA/EMS系統(tǒng)，將瀏覽器界面作為電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的人機(jī)界面，對擴(kuò)大實時系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，減少維護(hù)工作量非常有利；在新一代的SCADA/EMS系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的MMI界面將保留，主要供調(diào)度員使用，新增設(shè)的Web服務(wù)器供非實時用戶瀏覽，以后將逐漸統(tǒng)一為一種人機(jī)界面。
JAVA語言綜合了面向?qū)ο蠹夹g(shù)和Internet技術(shù)，將編譯和解釋有機(jī)結(jié)合，嚴(yán)格實現(xiàn)了面向?qū)ο蟮乃拇筇匦裕悍庋b性、多態(tài)性、繼承性、動態(tài)聯(lián)編，并在多線程支持和安全性上優(yōu)于C++，以及其它諸多特性，JAVA技術(shù)將導(dǎo)致EMS/SCADA系統(tǒng)的一場革命。
什么是SCADA?
SCADA是Supervisory Control And Data Acquisition的縮寫，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)是以計算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。它可以對現(xiàn)場的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能。
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