交流异步调速研究现状分析综述
自20世纪30年代以来，人们已经开始深入地研究了交流调速系统的技术，认为前实
现交流电动机的变速调频系统是最佳控制的方法之一，不仅能够实现较大范围的无级调速而
且还具有良好的动态特点，但是技术上进步不大，在20世纪大部分时候，直流调速系统仍然
是占据着主导地位。由于我国现代信息技术的进步与发展所限，交流式调速系统的应用发展
正长期地处于调速、高效、耗能较低的阶段。20世纪60年代后，由于我国经济生产与发展所
需能源短缺而造成的资金紧张，对调速与节能的需求也随着社会经济发展的日益提高，世界
各国都已经开始注意到研究和探索如何开发互换调速技术。20世纪70年代后，科学技术的迅
猛发展给我国交流调速设备技术的进步创造了非常有利的技术环境和物质基础。
20世纪70年代初期提出了两项突破性的研究成果：1971年德国西门子公司的学者博拉
斯切克F.Blaschke等提出的“感应电机磁场定向的控制原理〃交流电动机矢量控制理论和美
国P.C.Custmna与A.A.Clakr申请的专利“感应电机定子电压的坐标变换控制〃，奠定了矢量
控制的基础。是实现高性能交流调速系统的重要突破。
80年代中期，磁场定向矢量控制的基本理论已经研究成熟且逐渐形成了商品化。矢量控
制技术的提出，使得交流式传动系统的各种动态学特性都得到了明显的改进和提升，从而促
进了交流式调速最终替换直流式调速的发展。现代控制理论的发展为提高矢量控制的性能提
供了基础和条件。
1980年，日本ANabas教授和山村昌博士提出了转差式矢量控制系统，这是一个标志着
矢量控制技术初步发展的概念。
当电动机在进行闭环矢量控制时，调速系统在对于电机转速的控制和精度上有很大的要
求，并且根据需要对于转矩的位置或转力进行相应的控制，并且对于转矩稳定性和精度都有
所要求。电机需要装有专门的编码器，在一种带有编码器的矢量控制模式下，转速和反馈的
数值就是由编码器检测出来的实际转速。
开环电流矢量运动控制最终与电流闭环一样，改变了开环变频器的开环脉冲信号电压和
频率波形，没有对开环编码器的转矩信号进行任何速度上的反馈，通过一个装在电流矢量环
上的一个电流矢量传感器向一个微处理器依次反馈一个开环电流矢量信号给一个微处理器，
来实现直接参与开环矢量的移动运算，从而直接有效实现了驱动电机对开环矢量的运动控制。
开环交流控制传动系统的主要技术特点之一是也就是闭环系统本身无法进行对被控对象的输
出是否达到系统要求的监测，因此不能进行调节。无编码器的矢量控制转速外环仍然存在，
转速反馈的数值并不是电机的真实转速反馈数值，而是通过变频器按照电机的模型进行计算
得出的实际转速反馈数值。电机不带转速反馈的装置，变频器可以依靠其自身内部的软件之
一中的转速观察仪来实时地计算和控制电机的转速，从而能够达到对电动机转速的控制，本
质上就是一种不带转速反馈的闭环控制。通过调整滑线电阻R中央抽头的位置，即可以改
变2的大小，也就是说改变了电枢的工作电压七，从而可以调节发动机的工作转速。
图i-i电动机的开环控制系统
前新型的异步矢量信号控制处理系统在各种通用异步变频器中，已经完全基本具备了
异步变频电动机的控制参数自动识别、自动适应等控制功能，带有这些功能特点和控制功能
的异步通用变频器不仅可以实现在电机驱动一台异步变频电动机进行正常工作前，可以自动
地对异步变频电动机的控制参数数据进行辨识，并根据其自动辨识的数据结果特性来自动调
整控制算法过程中的其他相关控制参数，从而有效地对普通异步变频电动机进行实现有效的
矢量控制。
除了包括有关于无线传感器转矩矢向传动控制和转矩矢量传动控制的高速变频应用技术
等一些主要可以用于改善异步高速电动机的转矩控制系统特性的变频技术外，前新兴和发
展应用起来的高速变频应用控制系统技术也主要指的是一些包括对异步电动机的变频控制功
率常数进行调节和与其他高速机械系统特性相匹配的适应性变频控制等，以利于改善异步电
动机的变频应用控制特性。为了有效率的防止异步电动机的运行转速控制发生较大偏差以及
为了使其在低速区域能获得比较理想的平滑速度，应用了大规模的集成电路且采用了专门的
数字式自动电压调节转速控制系统技术，已经逐步走向了工业实用化并且已经取得了良好的