MATLAB转差频率控制的异步电机调速系统设计(3)
因此我们可以发现，现如今电机调速发展的新动向就是用高效率经济型的交流调速系统来取代原有的直流电动机调速系统。
交流调速系统与直流调速系统相比，有以下特点：
（1）容量大。
（2）转速高且耐压高。
（3）比起直流电机，同等容量的交流电机的体积和重量要小得多，而且结构简单，惯性小，经济可靠。
（4）交流电机坚固耐用，环境适应力强，可以应用于十分恶劣的环境下。
（5）新型交流拖动系统性能高，精度高，性能指标已经和直流拖动系统的性能指标一样了。
（6）交流调速系统十分节能。
1.1.1 现代交流调速技术的发展
现代交流调速的发展可以分成好几个阶段，20 世纪60 年代中期,德国的A Schonung 等人首先提出了脉宽调制变频的思想,他们把通信系统中的调制技术推广应用于变频调速中,为现代交流调速技术的发展和实用化开辟了新的道路。从此,交流调速理论及应用技术大致沿下面的四个方面发展。
1. 电力电子器件的快速发展
现代交流调速装置的重心是电力电子器件,它的发展影响并决定了交流调速技术的发展。到目前为止 ,电力电子器件的发展分为分立换流关断器件（晶闸管元件），自关断器件（GTR、GTO、VDMOS、IGBT）, 功率集成电路 PIC, 智能模块 IPM,专用功率器件模块ASPM等阶段, 因而变频装置在性能与价格几乎已经能比得上直流调速装置了。
2. 脉宽调制(PWM) 技术
脉宽调制(PWM) 技术有很多种,并且还在不断的进步发展。可以分成四种类型, 即等宽PWM 法、正弦PWM 法(SPWM) 、磁链追踪型PWM 法及电流跟踪型PWM 法。PWM 技术的应用克服了相控原理的所有弊端,使交流电动机定子得到了接近正弦波形的电压和电流,提高了电机的功率因数和输出功率。现代PWM 生成电路大多采用具有高度输出口HSO 的单片机(如80196) 及数字信号处理器DSP (Digital Signal Processor) ,通过软件编程生成PWM 。近年来,新型全数字化专用PWM 生成芯片HEF4752 、SLE4520 、MA818 等达到实用化,并已实际应用。
PWM技术的发展和应用优化了变频装置的性能，而且更重要的意义是抑制逆变器输出电压或电流中的谐波分量 ,从而降低或消除了变频调速时电机的转矩脉动 ,提高了电机的工作效率 ,扩大了调速系统的调速范围。
3. 矢量控制技术和直接转矩控制技术的提出
直流电动机双闭环调速系统具有良好的静态和动态调速特性,最根本原因是作为控制对象的他励直流电动机电磁转矩可以容易、灵活地控制。交流电机是一个多变量、非线性、强藕合的被控对象,作为变频系统的控制对象，他也可以模仿直流电动机转矩控制规律进行控制。在1975 年 ,德国的F Blaschke 提出了矢量变换控制原理 ,采用状态重构和参数重构的现代控制理论概念能够实现交流电动机定子电流的励磁分量和转矩分量之间的解藕 ,也可以实现将交流电动机的控制过程等效为直流电动机的控制过程，这是一个重大突破,并且使交流调速的动态和静态性能完全与直流传动系统相媲美。矢量控制的关键是静止坐标轴与旋转坐标轴系之间的坐标接转矩控制也是一种很有前途的控制技术。1985年 ,德国鲁尔大学的 M Depenbrock 对时空间理论的研究 ,提出了直接转矩控制理论，以转矩和磁通的独立跟踪自调整并借助于转矩的 Band - Band 控制来实现转矩和磁通直接控制。
4. 微型计算机控制技术的发展。
随着微机控制技术,特别是以单片微机及数字信号处理器DSP 为控制核心的微机控制技术的迅速发展,现代交流调速系统的控制回路由模拟控制迅速走向数字控制。当今模拟控制器已被淘汰,全数字化的交流调速系统已普遍得到应用。数字化使得控制器对信息处理能力大幅度提高,许多难以实现的复杂控制,如矢量控制中的复杂坐标变换运算、解藕控制、滑模变结构控制、参数辨识的自适应控制等,采用微机控制器后便都解决了。高性能的矢量控制系统如果没有微机的支持是不可能真正实现的。此外,微机控制技术又给交流调速系统增加了多方面的功能,特别是故障诊断技术得到了完全的实现。