【正文】 調(diào)速被廣泛的運用到我們的生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域中。例如：生活用品、工業(yè)生產(chǎn)、汽車、飛機、船舶、機床、制冷等等，所以他的運用范圍極其的廣泛。近年來，我國的冰柜年銷量達3000多萬臺，每臺都需要電機調(diào)速控制，可見電機調(diào)速應(yīng)用的市場非常的巨大。電機分為直流電機和交流電機兩大類。直流電機由于其便于控制和控制精度比較高的特點，在很長一段時間內(nèi)被廣泛應(yīng)用，被人們認為難以被其他電機所取代。但隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各種新型控制器件和先進控制方法在電機調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用，是交流電機的控制精度得到極大的提高。此外由于交流電機具有成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、高可靠性、運行方便可靠、環(huán)境適應(yīng)能力強、高速低轉(zhuǎn)矩時運轉(zhuǎn)效率高、低速時有高轉(zhuǎn)矩，以及有寬泛的速度控制范圍等優(yōu)點，過去直流電機占主導(dǎo)地位的調(diào)速傳動領(lǐng)域已逐漸被交流電機取代。另一方面，隨著世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷提高，能源和環(huán)保問題日趨成為人們爭論的主題。充分有效的利用能源已成為緊迫問題。就目前而言，電能是人類運用最多的能源之一，同時也是浪費最多的能源之一，為解決能源問題，必須從電能問題著手。其中最具代表性的就是電機控制。在發(fā)達國家有一半以上的電能是用于電機的能量轉(zhuǎn)換，這些電機傳動系統(tǒng)中有90%是交流異步電機產(chǎn)生的。而在我國，電機的年耗電量達6000多億千瓦時，占工業(yè)生產(chǎn)的80%以上。并且使用中的還是中小型異步電機，加之設(shè)備陳舊，管理、控制技術(shù)跟不上，所以造成了很多電能的浪費。因此電機的變頻調(diào)速越來越受到人們的重視，同時對變頻調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)也提出了高效率、高可靠性、多功能、智能化、小型化、低成本等要求。由此可見，異步電機的變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究具有重要意義。 現(xiàn)代電力電子、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的高速發(fā)展，以及控制理論的完善，各種工具的日漸成熟，尤其是專用集成電路近年來令人矚目的發(fā)展，促進了交流調(diào)速的不斷發(fā)展。目前交流電機變頻調(diào)速控制已經(jīng)成為一門集電機、電力電子、自動化、計算機控制和數(shù)字仿真為一體的新興學(xué)科。電力電子器件是現(xiàn)代交流調(diào)速裝置的基礎(chǔ)，其發(fā)展直接決定和影響交流調(diào)速的發(fā)展。20世紀50年代出現(xiàn)硅晶閘管SCR；60年代出現(xiàn)門級可關(guān)斷晶閘管GTO。70年代出現(xiàn)巨型晶體管GTR和功率場效應(yīng)晶體管MOSFET。80年代相繼出現(xiàn)絕緣柵雙極型晶體管IGBT和絕緣柵雙極型門控晶閘管IGBT。90年代出現(xiàn)智能功率模塊IPM。SCR開關(guān)器件輸出的電壓或電流含有大量的諧波，造成電機轉(zhuǎn)矩脈動大，嚴重影響了調(diào)速系統(tǒng)的性能。GTO是高壓大電流全控型功率器件，容量大，但關(guān)斷能耗大。GTR是電流驅(qū)動器件，通態(tài)壓降低，容量沒有GTO大，但功耗大，調(diào)制頻率不高，噪聲大。MOSFET是電壓型驅(qū)動器件，開關(guān)頻率高，驅(qū)動頻率小，安全工作區(qū)大，但是耐壓不高。GBT集GTR和MOSFET的優(yōu)點于一體，是目前變頻調(diào)速系統(tǒng)和通用變頻器中使用最廣泛的主流功率器件之一。IPM是先進的混合集成功率器件，出高速低耗的IGBT和優(yōu)化的門級驅(qū)動及保護電路構(gòu)成，采用了有電流傳感器功能的IGBT，能連續(xù)監(jiān)控功率器件電流，從而實現(xiàn)高效的過電流保護，由于IPM集成了過熱保護電路和鎖定保護電路，系統(tǒng)可靠性得到進一步提高。第一階段V/F控制早期變頻系統(tǒng)都是采用開環(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。具體來說，其控制曲線會隨著負載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢，電壓利用率低，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。因此這種控制方式比較適合應(yīng)用在風(fēng)機、水泵調(diào)速場合。隨后發(fā)展的轉(zhuǎn)差頻率速度閉環(huán)控制系統(tǒng)雖然說基本上解決了異步電機平滑調(diào)速的問題，同時也基本上具備了直流電機雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)也不算復(fù)雜，已經(jīng)能夠滿足許多工業(yè)應(yīng)用的要求。然而，當(dāng)生產(chǎn)機械對調(diào)速系統(tǒng)的動靜態(tài)性能提出更高的要求時，上述系統(tǒng)性能還是不及直流調(diào)速系統(tǒng)。原因在于其控制系統(tǒng)規(guī)律是從異步電機穩(wěn)態(tài)等效電路和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩公式推導(dǎo)出的平均值控制，在忽略了過渡過程的前提下做出較強的假設(shè)，這就使得設(shè)計結(jié)果與實際相差很大，系統(tǒng)在穩(wěn)定性、起動及動態(tài)響應(yīng)方面的性能還不能滿足工業(yè)系統(tǒng)的需求。第二階段 矢量控制交流傳動理論在70年代獲得了突破性的發(fā)展?！案袘?yīng)電動機磁場定向控制原理”“感應(yīng)電機定子電壓坐標變換控制”奠定了矢量控制的基礎(chǔ)。這種理論的出發(fā)點是：考慮到交流電機的非線性、多變量、強耦合的時變系統(tǒng)，通過坐標變換重建電動機模型即可等效為一臺直流電動機。氣候，隨著現(xiàn)代控制理論、微處理技術(shù)電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，矢量控制的交流調(diào)速系統(tǒng)進入了伺服控制的高精度領(lǐng)域，而且實現(xiàn)了無速度傳感器的矢量控制。然而矢量控制在實際系統(tǒng)中存在很多的問題，即轉(zhuǎn)子磁鏈難以準確觀測，系統(tǒng)特性受機變化影響較大，以及在模擬直流電動機控制過程中所用的矢量旋轉(zhuǎn)坐標變換的復(fù)雜性，使得實際控制效果難以達到理論分析的結(jié)果，雖然傳動領(lǐng)域的專家們針對矢量控制上的缺陷做過許多的研究和探討，但是這方案的引入使得系統(tǒng)復(fù)雜化，控制的實時性和可靠性降低。第三階段 直接轉(zhuǎn)矩控制1985年德國魯爾大學(xué)Pembroke教授首先提出直接轉(zhuǎn)矩控制理論（DTC）。直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制不同，DTC摒棄了解耦的思想，取消了旋轉(zhuǎn)坐標變換，簡單的通過檢測電機定子電壓和電流，借助瞬時空間矢量理論計算電機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)與給定值比較所得的差值，實現(xiàn)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的直接控制。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是空間矢量的分析方法，直接在定子坐標系計算與控制交流電動機的轉(zhuǎn)矩，采用定子磁場定向，借助離散的兩點式調(diào)節(jié)器產(chǎn)生脈寬調(diào)制（PWM）信號，直接對逆變器的開關(guān)狀態(tài)進行最佳控制，一獲得轉(zhuǎn)矩的高動態(tài)性能。直接轉(zhuǎn)矩方法優(yōu)點在于：直接在定子坐標系上分析交流電動機的數(shù)學(xué)模型、控制電動機的轉(zhuǎn)矩和磁鏈，省掉了矢量旋轉(zhuǎn)變換等復(fù)雜的變換和計算。大大減少了矢量控制技術(shù)中控制性能易受參數(shù)變化影響的問題。直接轉(zhuǎn)矩的缺點在于：由于直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)是直接進行轉(zhuǎn)矩的控制，避開了旋轉(zhuǎn)坐標變換，控制定子磁鏈而不是轉(zhuǎn)子磁鏈，不可避免的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動，降低調(diào)速性能，因此只能用于在對調(diào)速要求不高的場合。同時，直接轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)的控制也較復(fù)雜，造價較高。 進幾年，直接轉(zhuǎn)矩控制不斷得到完善和發(fā)展，特別是隨著各種智能控制理論的引入，又涌現(xiàn)了許多基于模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，控制性能得到進一步的改善和提高。3重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 2 PLC的運用和發(fā)展2 PLC的運用和發(fā)展世界上公認的第一臺PLC是1969年美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制的。20世紀70年代初出現(xiàn)了微處理器，人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，成為真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。20世紀70年代中期，可編程控制器進入了實用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)己全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型的體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中己獲得了廣泛的應(yīng)用。近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶CPU和存儲器的智能I/O模塊，既擴展了PLC功能，又使用靈活方便，擴大了PLC應(yīng)用范圍。加強PLC聯(lián)網(wǎng)通信的能力，是PLC技術(shù)進步的潮流。 PLC的特點與應(yīng)用PLC是一種專門為了在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作裝置。它采用一可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體