交直流电机调速技术历史、现状及发展趋势【范本模板】

【直流电动机调速系统文献综述】现代化的工业生产过程中，几乎无处不在使用电力传动装置。

调速系统必不可免的成为了当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一种系统。

随着生产工艺、产品质量要求不断提高和产量的增长，使得越来越多的生产机械要求能实现自动调速。

对于自动调速的系统有哪些？每种自动调速的优缺点是什么？国内外对调速系统的发展展望是什么？这是有这么一些问题，本文带着对直流电动机的调速系统研究进行综述。

1 直流电动机调速系统的研究背景在自然界各种能源中，电能具有大规模集中生产、远距离经济传输、智能化自动控制等突出特点，它不但成为人类生产和活动的主要能源，而且对近代人类文明的产生和发展起到了重要的推动作用。

与此相呼应，作为电能生产、传输、使用和电能特性变化的核心装备，电机在现代社会所有行业和部门中也占据着越来越重要的地位。

在当今社会，工业发展的脚步也一直没有提留下来，然而现代话的工业生产中无不利用到直流电机。

在工农业中，直流电动机作为它们的动力系统和自动控制系统，从而控制直流电动机进行调速也是现代工业不可缺少的一部分。

众所周知，在二十世纪的大部分年代中，由于直流电动机具有优越的调速性能，大部分高性能的调速控制都是由直流电动机担任着这个巨大的任务。

到了现今的社会，直流电动机的地位依然不可动摇，研究直流电动机调速系统对当今社会的发展起着重要的作用。

2 直流电动机调速系统国内外现状直流电动机是最早出现的电动机，也是最早能够实现调速的电动机。

长期以来，直流电动机一直占据着速度控制和位置控制的统治地位。

从解放以来，我国直流电动机制造工业有了很大的发展。

在五十年代我国就有了全国统一的小型电动机系列，并且不断改进，不断的进步。

电动机是随着生产力的发展而发展的，反过来，电动机的发展也促进了社会生产力的不断提高。

从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以来，虽然电动机的基本结构变化不大，但是电动机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电动机的理论基础上又发展出许多种类的控制电动机，控制电动机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点，已成为电动机学科的一个独立分支。

电机调速技术的历史与现状分析20 世纪的大多数时期为直流传动调速和交流传动恒速阶段，直至20 世纪末，交直流传动按调速分工的格局才被打破，主要原因是直流电机换向器受容量限制(极限容量与转速乘积应小于106 kW/ r·min - 1) ，为此，世界先进国家投入了大量的人力和财力去研究高效节能的交流调速系统，并取得了极大成功。

由交流异步电动机原理可知：从定子传入转子的电磁功率Pe = Pm + Ps ，即为机械功率和转差功率。

根据转差功率消耗情况，目前异步电动机调速系统的基本类型可分为3 类。

1.1 转差功率消耗型调速系统该调速系统主要通过降低电压调速、电磁转差离合器调速和转子绕阻串电阻调速。

主要通过增加转差功率的消耗来换取转速的降低，因而效率较低。

1.2 转差功率回馈型调速系统该调速方法使转差功率的一部分消耗掉，而大部分则通过变流装置回馈给电网或转为机械能。

主要采用转子绕阻串级调速，但新增变流装置后会消耗一定的功率。

1.3 转差功率不变型调速系统该调速系统的转差功率消耗基本保持不变，如改变磁极对数进行调速等. 由于转差功率消耗基本不变，因此，效率最高. 但改变磁极对数只能进行有级调速，而应用场合有限。

最理想的交流调速应采用无级变频调速。

保持每极磁通量为额定值，既可防止磁通太弱，没有充分利用铁心造成的浪费，又可防止过分增大磁通使铁心饱和、导致励磁电流过大而损坏电机的现象，根据电机学理论要保持Φm 不变，且 E 接近电动机电源电压，可近似要求V/ f = 常数，这就能满足Φm 不变。

我们将此称为恒压频比控制，也称变压变频控制，即VVVF 型(Variable Voltage Variable Frequency) 。

由于传统的逆变环节采用相控方式，调压、调频两极可控，造成电路复杂、成本高、功率因数低、输出谐波分量大；采用SPWM 后，用不控整流，输入端功率因数不变，调压、调频在同一环节完成，可以较好地抑制和减少输出谐波，使输出波形接近正弦波，这是当前变频装置中较为理想的结构形式，见图2。

直流电机调速电路发展综述1.早期调速方法在早期，直流电机的调速主要通过改变电机的输入电压或电流来实现。

一种常用的方法是串联电阻调速，通过在电枢电路中串联电阻来降低电机的输入电压，从而达到调速的目的。

然而，这种方法效率较低，且无法实现平滑的调速。

2.晶体管控制调速随着晶体管技术的发展，人们开始使用晶体管作为控制元件来实现直流电机的调速。

通过改变晶体管的导通状态，可以调节电机的输入电流，从而实现平滑的调速。

这种方法较串联电阻调速更为先进，但仍然存在效率较低的问题。

3.可控硅整流器调速可控硅整流器的出现为直流电机调速带来了新的解决方案。

可控硅整流器可以控制直流电机的输入电压，从而实现精确的调速控制。

这种方法具有较高的效率和较宽的调速范围，但需要专业的控制电路来实现。

4.PWM控制调速随着微电子技术的发展，PWM（脉宽调制）控制技术开始广泛应用于直流电机调速。

PWM控制技术通过调节脉冲宽度来改变电机的输入电压或电流，从而实现精确的调速控制。

这种方法具有效率高、精度高、噪声低等优点，是当前直流电机调速的主流技术之一。

5.矢量控制与直接转矩控制为了进一步提高直流电机的调速性能，人们开始研究矢量控制和直接转矩控制等高级控制策略。

矢量控制通过将电机的输入电流分解为转矩电流和励磁电流两个分量，分别对它们进行控制，从而实现对电机转矩的精确控制。

直接转矩控制则通过直接控制电机的输出转矩来实现快速响应的调速控制。

这些高级控制策略能够进一步提高直流电机的调速性能和动态响应能力。

6.现代数字化调速技术随着数字信号处理器（DSP）和微控制器等数字芯片的出现，数字化调速技术开始广泛应用于直流电机控制。

数字化调速技术能够实现更加快速和精确的调速控制，同时也方便了与计算机等其他设备的接口。

目前，数字化调速技术已经成为直流电机调速的主流技术之一。

7.智能控制调速近年来，智能控制技术也开始应用于直流电机调速。

智能控制技术包括模糊控制、神经网络控制、遗传算法等，能够实现更加复杂和高效的电机控制。

国内直流电机驱动的研究发展现状及趋势随着电动机应用的普及和需求的增加，直流电机作为一种重要的驱动装置在国内得到了广泛的研究和应用。

本文将介绍国内直流电机驱动的研究发展现状以及未来的趋势。

首先，国内直流电机驱动方面的研究已经取得了一些重要的成果。

一方面，近年来在电动汽车和新能源领域的快速发展推动了直流电机驱动技术的研究和应用。

国内许多汽车制造商和电动汽车公司都已经开始采用直流电机作为汽车的驱动器件，并进行了一些相关的研究工作。

另一方面，随着工业自动化需求的增加，国内的直流电机驱动领域也取得了一些重要的进展。

例如，在机械加工、航空航天、船舶和轨道交通等领域的应用中，直流电机的驱动技术也得到了广泛的应用和研究。

其次，国内直流电机驱动技术的研究重点主要集中在以下几个方面。

首先是控制算法方面的研究，包括速度控制、位置控制和力矩控制等。

这些算法的研究旨在提高直流电机的控制性能和响应速度。

其次是功率电子器件方面的研究，如逆变器、整流器和直流-直流转换器等。

这些器件的研究主要集中在提高转换效率和减小功率损耗。

另外，国内的直流电机驱动研究还涉及到新型材料和结构的应用，如高磁能矩、永磁材料和绕组结构等。

这些材料和结构的应用能够提高直流电机的功率密度和效率。

最后，未来国内直流电机驱动技术的发展将朝着以下几个方向发展。

首先是高性能的控制算法的研究。

随着电动汽车和新能源领域的快速发展，对直流电机的控制性能和响应速度要求越来越高。

因此，研究人员将继续改进现有的控制算法，并开发新的算法来提高直流电机的性能和效率。

其次是高功率电子器件的研究。

由于直流电机的特性，一些传统的功率电子器件在高功率应用中存在一些限制。

因此，研究人员将继续开发新的高功率电子器件，以提高直流电机的功率密度和效率。

此外，研究人员还将继续探索新的材料和结构的应用，以进一步提高直流电机的性能和效率。

总的来说，国内直流电机驱动的研究发展现状已经相当活跃，未来的趋势将主要集中在控制算法、功率电子器件和新型材料和结构的应用方面。

(完整)交流调速系统的现状及发展趋势交流调速系统的现状及发展趋势摘要随着电力电子器件的发展,以及对效率的追求，交流调速得到快速发展，加上新技术、新理论不断渗透到交流调速之中，使其不断呈现新的面貌。

关键词交流调速；脉宽调制；智能化0 引言近年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一,电气传动技术面临着一场历史革命,即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。

电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。

变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

深入了解交流传动与控制技术的走向，具有十分积极的意义。

1 交流调速系统的发展及现状长期以来，直流电动机由于调速性能优越而掩盖了结构复杂等缺点广泛的应用于工程过程中。

直流电动机在额定转速以下运行时，保持励磁电流恒定,可用改变电枢电压的方法实现恒定转矩调速;在额定转速以上运行时，保持电枢电压恒定,可用改变励磁的方法实现恒功率调速。

采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。

因此，20世纪80年代以前,在变速传动领域中，直流调速一直占据主导地位.交流变频调速[1］的优越性早在20世纪20年代被人们所认识。

但受当时电力电子器件的限制而未能广泛应用。

从电力拖动的发展过程来看，交、直流两大调速系统一直并存于各个工业领域,虽然由于各个时期科学技术的发展使得它们所处的地位有所不同，但它们始终是随着工业技术的发展，特别是随着电力电子元器件的发展而在相互竞争.随着电力电子器件，单片机的迅速发展，以及现代控制理论向交流电气传动领域的渗透,为交流调速系统的开发研究进一步创造了有利的条件。

1。

1 电力电子器件是交流调速装置的支柱电力电子器件是现代交流调速装置的支柱，其发展直接决定和影响交流调速技术的发展。

交流电动机变频调速技术的发展随着电力电子技术和控制理论的不断发展，交流电动机变频调速技术得到了广泛应用。

本文将介绍交流电动机变频调速技术的发展背景、基本原理、应用场景、案例分析以及交流讨论，以期读者能深入了解该技术的应用和发展前景。

交流电动机变频调速技术是一种通过改变电源频率来调节交流电动机转速的技术。

其基本原理基于交流电动机的转速与电源频率成正比关系，通过改变电源频率，可以实现对电动机转速的平滑调节。

目前，常见的交流电动机变频调速方法有直接电源变换型和间接电源变换型两种。

直接电源变换型是通过改变电源的频率和幅值来直接驱动电动机，而间接电源变换型则是通过先转换成直流，再通过逆变器转换成交流来驱动电动机。

两种方法各有优缺点，直接电源变换型具有高效率和快速响应特点，但需要使用昂贵的电力电子设备；而间接电源变换型虽然需要两级转换，但其控制精度高且成本较低。

交流电动机变频调速技术被广泛应用于各种领域。

在工业生产中，该技术用于驱动各种泵、风机、压缩机等设备，实现生产过程的自动化和节能；在交通运输业中，交流电动机变频调速技术用于驱动地铁、轻轨、动车等城市轨道交通车辆，提高运行效率和乘坐舒适度；在电力系统中，该技术用于调节负荷和功率因数，提高电网运行效率和稳定性；在环保领域，交流电动机变频调速技术用于驱动环保设备，如污水泵、除尘器等，实现环保工程的自动化和节能。

随着技术的不断发展，交流电动机变频调速技术的应用前景将更加广阔。

以地铁车辆为例，交流电动机变频调速技术被广泛应用于地铁电传动系统中。

通过使用该技术，地铁车辆能够根据运行需求自动调节速度和加速度，提高运行效率和乘坐舒适度。

同时，该技术还具有对电网的友好特性，能够实现能量的高效回馈，降低能源消耗。

在应用交流电动机变频调速技术时，有一些问题需要注意。

由于该技术的应用涉及到大量的电力电子设备，因此需要充分考虑其可靠性、稳定性和耐久性。

由于不同的应用场景对电动机的调速性能和节能效果有不同的要求，因此需要根据实际情况选择合适的变频器和控制系统。

交流调速技术新的发展动向直流电气传动和交流电气传动在19世纪先后诞生。

在20世纪的大部分时期内，鉴于直流传动具有优良的控制性能，一般高性能的可调速的传动均采用直流电机。

20世纪70年代以来，随着电力电子技术和控制理论的高速发展，交流电机的控制技术取得了突破性进展，高性能的异步电动机调速系统正在得以广泛的应用。

由于交流电动机是多变量，强耦和的非线形系统，与直流电机相比，要实现良好的转矩控制是非常困难的。

德国工程师首先提出异步电动机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题，到80年代，发展到直接转矩控制，原理是把电机和逆变器看作一个整体，采用空间矢量分析方法在定子坐标系进行磁通，转矩计算，通过磁通跟踪器PWM的逆变器的开关状态直接控制转矩，无须对定子电流进行解耦，免去矢量变换的复杂计算，控制结构简单。

随着新型功率器件的产生，微处理器的高速化以及现代控制理论的发展，各种新型控制方式不断出现。

下面介绍目前变频器的几种技术发展动向。

1．无速度传感器矢量控制的发展早期的无速度传感器多采用电压，电流信号构成速度观测器，后来采用磁通观测器模型，使力矩特性更好。

最新的无速度传感器产品则用电压电流模型和磁通模型构成速度观测器，在不同的速度区段，利用切换的办法取得更好的速度观测效果，称为双观测矢量控制系统。

此外，采用高速CPU芯片，信号处理更快，使系统在极低的转速下也能够获得良好的转矩特性与高速响应。

2．电机参数自检测，自整定技术高性能矢量控制变频器运行前需要进行电机参数的检测。

早期变频器执行此功能时，首先需把电动机和机械脱开，才让电机旋转，按预先设定的程序运转，记录定子电压和电流，对电动机参数进行自动整定，此方法称为“旋转自检测”。

新开发的“停车自检测”，电动机可在不旋转的状态下测量，其原理在于只让幅值变化的三相交流电压加于电动机的绕组上，基于电动机的等值电路对电动机主要参数进行精确的测算，连“旋转自检测”不能测量的漏电感参数也可以测出，因此控制性能得到提高。

直流电机调速电路发展、现状以及前景综述摘要：在现代化的工业生产过程中，几乎无处不使用电力传动装置，生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长，使得越来越多的生产机械要求能实现自动调速。

对可调速的电气传动系统，可分为直流调速和交流调速。

直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，易于在大范围内平滑调速，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起制动和反转，能满足生产过程自动化系统中各种不同的特殊运行要求，至今在金属切削机床、造纸机等需要高性能可控电力拖动的领域仍有广泛的应用，所以直流调速系统至今仍然被广泛地应用于自动控制要求较高的各种生产部门，是截止到目前为止调速系统的主要形式。

关键词：直流电机；调速系统；直流电机应用；自动控制直流电机发展状况：直流电动机分为有换向器和无换向器两大类。

无刷直流电机是在有刷直流电机的基础上发展起来的。

1831年法拉第发现了电磁感应现象，奠定了现代电机的理论基础。

十九世纪四十年代研制成功了第一台直流电机，经过约七十年，直流电机才趋于成熟阶段。

随着用途的扩大，对直流电机的要求也越来越高，显然，有接触的换向装置限制了有刷直流电机在许多场合的应用，为了取代有刷直流电机的那种电刷——换向器结构的机械接触装置，人们曾经对此做过长期的探索。

早在1915年，美国人Langmil发明了控制栅极的水银整流器，制成了由直流变交流的逆变装置；20世纪30年代，有人提出用离子装置实现电机的定子绕组按转子位置换接的所谓整流子电机，此种电机由于可靠性差、效率低、整个装置笨重而又复杂，故无实际意义。

科学技术的迅猛发展，带来了半导体技术的飞跃。

开关型晶体管的研制成功，为创造新型电机——无刷直流电机带来了生机。

1955年美国D.Harrison等人首次申请用晶体管换向线路代替电机电刷接触的专利，这就是无刷直流电机的雏形，它由功率放大部分、信号检测部分、磁极体和晶体管开关电路等所组成。

直流电机调速电路发展综述摘要：直流电机调速电路是电机控制技术中的一个重要分支，其调速原理、技术和方法不断发展和完善，逐步延伸到了各个领域。

本文通过对直流电机调速电路的发展历程进行系统总结，探讨了其从简单基础电路到现代数字化电路的演变过程，同时阐述了目前直流电机调速电路的主要技术和应用，为相关领域的研究提供了参考。

关键词：直流电机；调速电路；发展历程；技术正文：一、前言直流电机调速电路是电气控制技术中的一项重要的内容，其广泛应用于工业生产、交通运输、医疗、军事等领域，是现代化生产自动化控制的核心技术之一。

随着现代科技的不断发展，直流电机调速电路不断更新迭代，从传统的模拟电路逐渐向数字化电路发展。

本文旨在系统总结直流电机调速电路的发展历史，介绍其基础原理、技术及应用，为相关领域的人员提供参考。

二、直流电机调速电路的发展历程1. 传统模拟控制传统的直流电机调速电路的实现方式是模拟电路控制，使用电阻、电容、二极管等元件实现电机的调速。

该方式基于模拟控制原理，简单易懂，容易实现，但是控制灵敏度比较低，调节稳定性差，受环境温度、湿度等因素的影响较大。

2. 智能模拟控制为了改善模拟电路控制的缺陷，增强控制的灵敏度和稳定性，引入了智能控制技术。

智能控制是通过计算机和控制算法对直流电机进行控制。

其中，PID控制算法是最广泛应用的控制算法之一，既简单又可靠，可缩短调节时间，提高控制质量。

智能控制具有优异的动态性能和高精度的调节效果，但研发成本高，维护难度较大。

3. 电力电子控制随着科技的不断发展，电力电子控制技术已经成为电机控制的主要形式。

电力电子器件比模拟元件更加先进，可以实现更高级的控制功能。

通过IGBT、MOS、SCR等电力电子器件实现电机控制，电流和电压都可以进行精确调节，控制精度高，调节范围广。

但是研发成本也非常高，对控制人员的专业素质要求较高。

4. 数字化控制数字化控制是目前直流电机调速电路的发展趋势，其采用数字信号处理技术和嵌入式系统设计，能够实现更加精细化的电机控制，控制器具备较强的数据处理能力和通讯能力，可以轻松实现高速运行、快速响应、自适应调节、远程通信等功能，同时具备较高的稳定性和抗干扰能力。

我国直流电机的发展现状在咱们国家，直流电机的发展真是像一条小河，时而平静，时而奔腾。

你看，这玩意儿其实离咱们的生活挺近的，像家里的电动工具，甚至电动车，都离不开这小家伙。

直流电机的好处可多了，简单、可靠，而且调速方便，真是老百姓的好朋友。

说到这，咱们就不得不提一提，过去的直流电机就像个小孩子，技术不成熟，总是出点小问题，真让人操心。

近年来，随着科技的发展，直流电机也经历了大变样。

这就好比穿上了时髦的衣服，变得越来越酷。

尤其是在智能化的浪潮中，直流电机被赋予了新的使命，成为了许多高科技设备的“心脏”。

你想啊，电动汽车、智能家居，都是靠它们在默默地运作。

现在的直流电机，不仅性能强劲，而且节能环保，真是时代的弄潮儿。

不过，说到直流电机，咱们也得提提它的“兄弟”——交流电机。

二者之间就像是一对欢喜冤家，互相竞争。

虽然交流电机在某些领域更占优势，但直流电机的灵活性和简单性，依然让它在很多场合大放异彩。

就像你去吃火锅，总是得有点牛肉和蔬菜，二者缺一不可。

现在，很多厂家也开始把直流电机和交流电机结合起来，真是“各显神通”。

再说说市场，近年来直流电机的需求不断攀升。

大家都知道，新能源汽车的兴起对直流电机的需求可谓是推波助澜。

要是你走在街上，看看那些电动车，里面几乎都在用直流电机。

这可不是随便说说的，这可是国家的引导，鼓励绿色出行，人人都是环保小卫士。

随着人们对生活品质的追求，智能家居的普及，直流电机在家庭中的应用也越来越广泛。

技术方面，直流电机也在不断“升级换代”。

比如，今天的直流电机不仅仅是传统的有刷电机，更多的无刷电机也逐渐走入了我们的视野。

无刷电机的出现，就像是给这条小河注入了新的活水，提升了效率，延长了使用寿命。

这些新技术的加入，使得直流电机在各个领域都能大显身手，真是让人佩服。

直流电机的发展也不是一帆风顺，市场竞争激烈，技术更新换代快，要是落后了就得“吃亏”。

一些企业为了追求利益，可能会忽略质量，真是“急功近利”。

交直流电动机发展历史与优缺点及发展前景1.调速发展史1957年,晶闸管问世,到了世纪年代,已产生出成套的晶闸管整流装置,使变流技术产生了根本性的变革,开始进人晶闸管年代。

到今天,晶闸管一电动机调速系统成为直流调速系统的主要形式。

一系统中是晶闸管可控硅整流器。

它可以是单相、三相、或更多相数,半波、全波、半控、全控等类型,通过调节触发器装置的开展电压来移动触发脉冲的相位,即可改变整流电压的,从而实现平滑调速。

和旋转变流机组拖动变流装置相比,晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大的提高,而且在技术性能上也显示较大的优越性,晶闸管可控整流器的功率放大倍数在以上,其门极电流可以直接用晶体三极管来开展,不再像直流发电机那样需要较大功率的放大装置。

在开展作用的快速性方面,变流机组是秒级,而晶闸管整流器是毫秒级,这将会大大提高系统的动态性能。

直流电动机因其可以方便地通过改变电枢电压和励磁电流实现宽范围的调速而得到广泛的应用,调节电枢串联电阻来改变电枢上的电压,是最经典的直流电机调速方法,在所串联电阻上有相当1/ 3部分的电能消耗,很不经济。

在世纪年代,以晶闸管为功率开关器件的斩波调速器以其无级、高效、节能而得到大力推广,但晶闸管斩波调速器的不足之处是晶闸管一旦被触发,其关断必须依赖换流电容和换流电感振荡产生反压来实现,换流电容和电感增加了装置的成本,也增加了换流损耗电源电压下降还会导致换流失败,使系统的可靠性降低此外,由于晶闸管的开、关时间比较长,加上存在换流环节,使得斩波器的工柞频率不能太高一般在以下,使得电机土的力矩脉动和电流脉动比较严重,因此直流斩波调速呼唤快速自关断器件。

于是在世纪年代出现了以为代表,具有自关断能力并可在高速下工作的功率器件作为开关元件的直流调速系统成为更为先进的直流调速方案。

2.直流交流调速优缺点直流电动机存在以下缺点：（1）需要定期更换电刷和换向器，维护保养困难，寿命较短；（2）由于直流电动机存在换向火花，难以应用于存在易燃易爆气体的恶劣环境；（3）结构复杂，难以制造出大容量、高转速和高电压的直流电动机。

交流调速领域的现状与发展电子信息与电气工程学院 11电气卓越 11020312 刘闯（负责人）、范敏杰摘要：交流调速近年来发展十分迅猛，特别是随着电力电子技术的发展，使得交流调速领域的应用更加宽广，同时也使得其发展有了进一步的飞跃。

本文主要介绍交流调速系统的基本组成、调速领域的现状、发展原因、以及未来的发展趋势，并对交流调速的未来进行了思考和展望。

关键词：交流调速；现状；发展原因；发展趋势1、引言纵观电力拖动的发展过程，交、直流两大调速系统一直并存于各个工业领域，虽然由于各个时期科学技术的发展使得它们所处的地位有所不同，但它们始终是随着工业技术的发展，特别是随着电力电子元器件的发展而在相互竞争。

相对于直流电动机来说，交流电动机特别是鼠笼式异步电动机具有结构简单，制造成本低，坚固耐用，运行可靠，维护方便，惯性小，动态响应好，以及易于向高压、高速和大功率方向发展等优点。

因此，近几十年以来，不少国家都在致力于交流调速系统的研究，用没有换向器的交流电动机实现调速来取代直流电动机，突破它的限制。

2、交流调速系统的基本组成交流调速系统的基本控制量是位置、速度、转矩这三个物理量。

转矩、速度、位置由内向外的三闭环系统如下图：（1）、位置控制：将某负载从某一确定的空间位置按某种轨迹移动到另一确定的空间位置。

例如数控机床和机器人就是典型的位置控制系统即伺服系统。

（2）、速度控制：以确定的速度曲线使负载产生运动。

例如风机水泵通过调速来调节流量，电梯通过速度和加速度调节来实现平稳升降。

（3）、转矩控制：维持转矩的恒定或遵循某一变化规律。

如轧钢机械、造纸机械和传送带中的张力控制等。

3、交流调速系统的分类交流电机主要分为异步电机（即感应电机）和同步电机两大类，每类电机又有不同类型的调速系统。

3.1、异步电机调速系统由转速公式可归纳出三类基本的调速方法：变极对数p 的调速、变电源频率f1调速及变转差率s 调速。

（1）、按调速方法分类： ①降电压调速 ②转差离合器调速 ③转子串电阻调速④绕线转子电动机串级调速和双馈电动机调速⑤变极对数调速 ⑥变压变频调速（2）、按转差功率将异步电动机的调速系统分成三类：① 转差功率消耗型 ② 转差功率馈送型 ③ 转差功率不变型3.2同步电机调速系统同步电动机没有转差，也就没有转差功率，所以同步电动机调速系统只能是转差功率不变型。

直流调速的发展历史和现状电气传动系统在工业领域中是基本的动力系统，应用十分的广泛。

近年来，随着电力电子技术和微电子应用技术的迅猛发展，电气行业对电气传动技术的需求也是有增无减。

19 世纪先后，直流电气传动诞生，在20 世纪70 年代以前，由于直流传动具有优越性的可控性能，高性能的可调速系统一般都采用直流电动机，因此广泛采用直流电动机作为电机的直流调速系统。

直流调速具有调速平滑，方便，易于在大范围内平滑调速，过载能力大，能受频繁的冲击负载，可实现频繁无级快速起制动和反转。

能满足生产过程自动化系统中各种不同的特殊运行要求。

所以，直流调速系统至今仍被广泛用于自动控制要求较高的各种生产部门，是调速系统的主要形式。

20 世纪70 代，由于采用电力电子变换器的高效交流变频调速开发成功，结构简单、成本低廉，工作可靠、维护方便、效率高的交流笼型电机进入了可调速领域，从而直流调速被交流调速所代替。

由于直流电动机具有较好的运动性能和控制特性，尽管它不如交流电动机那样结构简单、价格便宜、制造方便、维护容易，但是长期以来，直流调速系统一直占据垄断地位。

就目前来看，直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。

在我国许多工业部门，如轧钢、矿山采掘、海洋钻探、金属加工、纺织、造纸以及高层建筑等需要高性能可控电力拖动场合，仍然广泛采用直流调速系统。

而且，直流调速系统在理论和实践上都比较成熟，从控制技术角度来看，它又是交流调速系统的基础。

因此加强对直流调速系统的发展有利于更进一步发展交流调速系统，促进调速系统的进一步完善。

直流电动机调速系统最早采用恒直流电动机分为有换向器和无换向器两大类。

定直流电压给直流电动机供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。

这种方法简单易行、设备制造方便、价格低廉；但缺点是效率低、机械特性软，不能得到较宽和平滑的调速性能。

该法只适用在一些小功率且调速范围要求不大的场合。

30 年代末期，发电机-电动机系统的出现才使调速性能优异的直流电动机得到广泛应用。

浅析交流调速技术的现状及发展自第二次工业革命以来，电气技术已成为诸多高新技术系统中不可缺少的关键技术之一。

电气技术的外延十分广阔，内涵十分丰富。

本论文将浅析交流调速技术的现状及发展。

交流电动机固有的优点是：结构简单，造价低，坚固耐用，事故率低，容易维护；但它的最大缺点在于调速困难，简单调速方案的性能指标不佳，这只能够依靠交流调速理论的突破和调速装置的完善来解决。

交流传动系统之所以发展得如此迅速，和一些关键性技术的突破性进展有关。

它们是功率半导体器件（包括半控型和全控型）的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术以及微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术。

逐步提高交流传动系统的性能，国内外有关研究工作正围绕以下几个方面展开：采用新型功率半导体器件和脉宽调制技术、采用新型功率半导体器件和脉宽调制功率半导体器件的不断进步，尤其是新型可关断器件，如 BJT（双极型晶体管）、MOSFET（金属氧化硅场效应管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的实用化，使得开关高频化的PWM 技术成为可能。

目前功率半导体器件正向高压、大功率、高频化、集成化和智能化方向发展。

典型的电力电子变频装置有电压型交-直-交变频器、电流型交-直-交变频器和交-交变频器三种。

电流型交-直-交变频器的中间直流环节采用大电感作储能元件，无功功率将由大电感来缓冲，它的一个突出优点是当电动机处于制动（发电）状态时，只需改变网侧可控整流器的输出电压极性即可使回馈到直流侧的再生电能方便地回馈到交流电网，构成的调速系统具有四象限运行能力，可用于频繁加减速等对动态性能有要求的单机应用场合，在大容量风机、泵类节能调速中也有应用。

电压型交-直-交变频器的中间直流环节采用大电容作储能元件，无功功率将由大电容来缓冲。

对于负载电动机而言，电压型变频器相当于一个交流电压源，在不超过容量限度的情况下，可以驱动多台电动机并联运行。

电压型PWM变频器在中小功率电力传动系统中占有主导地位。

调速系统的现状和发展摘要：本文首先对调速系统的现状和发展作了简单介绍，其次调速方法根据性能及控制方式等不同可分为多种类型，再次详细介绍了交流调速系统的国内外发展及未来发展趋势等，最终使我们认识到调速系统的重要意义。

关键字：调速系统交流变频现状和发展引言:调速技术涉及到电力、电子、电工、信息与控制等多个学科领域。

随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展，以变频调速为代表的近代交流调速技术有了飞速的发展。

交流变频调速传动克服了直流电机的缺点,发挥了交流电机本身固有的优点（结构简单、坚固耐用、经济可靠、动态响应好等），并且很好地解决了交流电机调速性能先天不足的问题.交流变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节电效果以及在国民经济各领域的广泛适用性，而被公认为是一种最有前途的交流调速方式，代表了电气传动发展的主流方向.交流变频调速技术为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了至关重要的手段。

调速理论已形成较为完整的科学体系，成为一门相对独立的学科。

(一)调速系统简介在实际生产、生活当中,有许多由电动机拖动机械设备将电能转化为机械能的设施。

早期为了控制、调节、使用和操作方便，除了要求具有能量转换功能外，还需要对机械设施的运行速度进行变换，由此诞生了调速技术。

调速按电动机类型分直流调速和交流调速。

在直流调速系统中，由于直流电动机具有电刷和整流子,因而必须对其经常进行检查,电机安装环境受到限制。

例如不能在有易爆气体以及尘埃多的场合使用。

此外，也限制了电机向高转速、大容量发展.而交流电机就不存在这些问题,二者的主要不同点为:直流电机的单机容量一般为12~14MW,还常制成双电枢形式,而交流电机单机容量却可以数倍于它. 直流电机由于受换向限制，其电枢电压最高只能做到一千多伏，而交流电机可做到6～10kV。

直流电机受换向器部分机械强度的约束,其额定转速随电机额定功率的增大而减小，一般仅为每分钟数百转到一千多转,而交流电机可达每分钟数千转。

一文了解交流调速系统的发展现状及趋势随着电力电子器件的发展，以及对效率的追求，交流调速得到快速发展，加上新技术、新理论不断渗透到交流调速之中，使其不断呈现新的面貌。

本文主要介绍交流调速系统的发展现状及趋势，首先介绍了现代交流调速技术的发展，其次介绍了现代交流调速系统的类型及交流调速系统之国内外发展，最后阐述了交流调速系统的发展趋势，具体的跟随小编一起来了解一下。

一、现代交流调速技术的发展现代交流调速的法阵可分为几个阶段20 世纪60 年代中期，德国的ASchonung 等人率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述四个方面发展。

（1）电力电子器件的蓬勃发展电力电子器件是现代交流调速装置的支柱，其发展直接决定和影响交流调速技术的发展。

迄今为止，电力电子器件的发展经历了分立换流关断器件（第一代）→自关断器件（第二代）→功率集成电路PIC （第三代）→智能模块IPM （第四代）四个阶段。

20 世纪80 年代中期以前，变频装置功率回路主要采用晶闸管元件。

装置的效率、可靠性、成本、体积均无法与同容量的直流调速装置相比。

20 世纪80 年代中期以后用第二代电力电子器件GTR （Giant Transistor）、GTO （Gate TurnOff thyistor）、VDMOS-IGBT（Insulated GateBipolar Transis2 tor）等创造的变频装置在性能与价格比上可以与直流调速装置相媲美。

随着向大电流、高电压、高频化、集成化、模块化方向继续发展，第三代电力电子器件是20 世纪90 年代制造变频器的主流产品，中、小功率的变频调速装置（1-100kw）主要是采用IGBT，中、大功率的变频调速装置（1000-10000kw）采用GTO 器件。

20 世纪90 年代至今，电力电子器件的发展进入了第四代。

目录摘要........................................................................................................... Abstract . (I)1 绪论 0PLC和变频器控制交流电机的调速的发展与现状 0PLC和变频器控制交流调速的目的 (1)2 PROFIBUS的通讯原理 (2)RS485传输技术 (2)3 变频器与可编程控制器 (2)变频器原理介绍 (2)交流电机的运行理论 (3)可编程控制器 (3)变频器 (4)4 系统的设计 (4)系统设计原理和方法 (4)STEP软件简介 (5)PLC程序设计 (5)PI网络设置 (6)5 结论 (9)致谢 (11)参考文献 (12)附录程序 (13)摘要随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。

电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。

变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节间效果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

本文所研究的交流电机调速系统采用PLC来控制变频器调速，充分发挥可编程控制器的高可靠性、灵活性、通用性、扩展性等优点，通过PLC的开关量输入输出模块控制变频器的多功能输入端、实现电机的多级调速，期间并通过RS485传输技术建立PLC与变频器的PROFIBUSP-DP通讯进而完成PLC控制变频器调速系统的方案设计和全部的控制系统设计。

关键词：变频器；可编程控制器；PROFIBUSP-DP通讯ABSTRACTWith the power electronics technology，computer technology，the rapid development of automatic control technology，replace the DC-AC Drive Speed and computer numerical control technology to replace the analog control technology has become a trend。

交直流电动机原理、历史、现状及发展趋势要点电力拖动自动控制系统课程综合训练——交、直流电动机调速技术历史、现状及发展趋势姓名：王家琪 16115746班级：孙越崎学院11-3班交直流电机调速技术历史、现状及发展趋势王家琪（中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州）摘要：本文摘录了国内外相关文献对电机调速技术发展的资料，并结合作者本人的本科学习经验整理收录，对于交直流电机调速技术的发展作了扼要的介绍，对于本科阶段理解与掌握电机拖动调速技术有着一定的帮助。

关键词：直流电机、交流电机、原理、调速技术、历史、现状、发展趋势引言：人类社会发展的历史进程中，能源永远是人类赖以生存的物质基础，科学技术的进步更是和能源的获取变换利用紧密联系在一起。

由于电能的生产和利用更涉及机械能与电能两种形态能量之间的转换，电机作为机电能量转换的设备所处位置关键，使得电机技术的发展直接关系到能源的有效变换和利用以及能源的开发和节约。

而电机调速技术正是实现电机在工农业生产各领域中大展拳脚的前提保证。

现代工业生产中有两种情况需要实现电机的速度控制：（1）满足运动及生产工艺要求。

如对于电动车辆则要求低速恒转矩，高速恒功率；对于电梯机床纺织造纸等传动，特别是轧钢设备则要求正转反转电动制动四象限运行。

这是高性能调速技术的应用场合。

（2）实现调速节能。

主要针对拖动风机水泵的电机，过去电机恒速运行，依靠挡板或阀门调节风量或流量，致使大量能量耗费在挡板阀门上。

采用调节速度方式调节流量时，电机输入功率大大减少，产生高达20%-30% 的节能效果。

这是一般性能调速技术的重要应用场合。

一、直流电机调速技术1.简介按照电机类型的不同，电机的速度控制可区分为直流调速和交流调速。

直流调速即对直流电动机的速度控制。

由于直流电动机中产生转矩的两个要素-电枢电流和励磁磁通相互间没有耦合，并可通过相应电流分别控制，因此直流电动机调速时易获得良好的控制性能及快速的动态响应，在变速传动领域中过去一直占据主导地位。