交流調速系統的發展歷程
發布時間：2019-08-02 15:32:01來源：
直流電氣傳動和交流傳動在19世紀先后誕生。這兩種方式共存于各個生產領域，相互競爭，相互促進。
由電動機轉子運動方程可知，直流電動機的磁鏈和轉矩可獨立地進行調節，因而具有良好的調速性能；而交流電動機是一個非線性、多變量的控制對象，其磁鏈和轉矩之間存在耦合，使得交流電動機的調速成為一個難題。因此，20世紀80年代以前，高性能可調速傳動都采用直流電動機；向交流電動機用于電氣傳動中的不變速傳動。在相當長的時間內，直流傳動調速在調速領域內占據首位。但是，由于直流電動機具有電刷和換向器，因而存在運行維護工作量大、機械換向困難和直流電動機的單機容量、轉速的提高及使用環境都受到限制等缺點。因此，直流傳動很難向高速和大容量方向發展。從而，對交流傳動提出了迫切的要求。
隨著各種高性能電力電子元器件產品的出現、電子技術和自動控制技術的迅速進步，交流傳動調速獲得了飛速的發展。
目前，可以控制導通和關斷的全控型器件已經替代了只能觸發導通不能控制關斷的半控型器件；功率集成電路(Power Intergrated Circuit，PIC)在交流調速中已被大量采用，新一代的器件推動了新一代交流調速裝置的推廣和應用。
與此同時，交流電動機的控制技術也得到了突破性進展，1971年德國西門子公司F.Blasschke提出了矢量控制技術。矢量控制模擬直流電動機的控制特點對交流電動機進行控制。通過坐標變換，把交流電動機的定子電流分解成磁場電流分量和轉矩電流分量，并分別控制磁通和轉矩，從而使交流電動機獲得和直流電動機一樣的高動態性能。1985年德國魯爾大學M.Depenbrock提出了直接轉矩控制理論，1987年又把該理論推廣到弱磁調速范圍。其思路是把電動機與逆變器看作一個整體，采用空間電壓矢量分析方法在定子坐標系進行磁通、轉矩計算，通過磁通跟蹤型PWM逆變器的開關狀態直接控制轉矩。直接控制轉矩去掉了矢量變換的復雜計算，便于實現全數字化，是一種具有較高動、靜態性能的交流調速方法。
在交流傳動中成功地應用了現代控制理論和智能控制理論，如比較優控制、魯棒控制、滑模變結構控制、基于微分幾何方法的反饋線性化控制、非線性自適應控制、基于李亞普諾夫控制的方法、基于無源型控制的方法、模糊控制、專家控制及神經網絡控制，企業取得了明顯的經濟效益和社會效益。
微處理器的發展促進了控制系統的數字化實現。數字化技術實現了復雜的電動機控制技術，簡化了硬件，降低了成本，提高了控制精度，拓寬了交流調速的應用領域。
隨著電子技術、自動控制技術及交流調速應用領域的不斷擴展，交流調速在電氣傳動領域中越來越占有重要地位，高性能交流調速系統已取代直流調速系統。