[毕业设计]PWM交流变频调速系统
pwm在变频器中的应用
第一章绪论1.1背景介绍进入21世纪后，在全球经济发展中，能源与环保日益成为人们关注的焦点。
很多电力电子装置的应用使电力系统中产生谐波。
例如通用变频器，大都为交一直—交电压型结构，整流端为二极管不可控整流或晶闸管相控整流。
这种结构使电网侧电流波形严重畸变，谐波大，对公共电网造成污染。
电网侧功率因数低，与电网交换大量的无功功率，降低了发电和输电设备的利用率，同时产生大量的附加损耗。
系统不能在再生状态下运行，无法实现能量的再生利用。
要从根本上消除通用变频器的上述缺陷，要求新型变频调速系统的整流环节网侧电流正弦化运行于单位功率因数，且能实现能量双向流动。
PWM控制为减少谐波提供了一个技术性的方案，随着高频电力电子器件如GTO、电力晶体管、IGBT价格的降低，以及电压和电流等级的提高，该控制方法越来越成为减少谐波污染的首选技术方案。
自20世纪90年代以来，PWM整流器一直是电力电子领域的研究热点。
对PWM整流相关应用的研究也越来越多，例如有源滤波、超导储能、交流传动、高压直流输电以及统一潮流控制、新型UPS以及太阳能，风能等可再生能源的电压型PWM可逆整流器采用全控型器件，工作在高频状态。
由于功率开关器件的开通和关断都可以控制，所以整流器的电流波形是可以控制的，其理想的状态是和输入相电压同相(或反相)的正弦波，此时网侧功率因数接近1，输入电流的谐波含量接近零，而且能够对直流电压进行调整，使之稳定在一定的设定值，在负载变化时，具有较快的响应速度。
因为具备上述优点，将其作为交一直一交变频调速系统中的整流环节，构成双PWM变频调速系统，使该变频调速系统具有输入电压、电流频率固定，波形均为正弦，功率因数接近1，输出电压、电流频率可变，电流波形也为正弦的特点，可实现四象限运行，从而达到能量双向传送第1 页共44 页的目的，实现了调速节能和绿色环保的高度结合。
1.2PWM整流器的研究现状对PWM整流器的研究开始于20世纪80年代。
4.交流变频调速系统
交压变频调速系统
第一节 变频调速技术的发展及应用 第二节 变频调速系统的工作原理 第三节 变频调速系统无逆变电路 第四节 晶闸管变频调速系统 第五节 正弦波脉宽调制技术
第一节 变频技术的发展及应用
什么叫变频?变频器有什么特点？
变频调速就是通过变频器将固定频率和固定电压 的交流电源转化为能在宽广的范围内电压和频率 均可调的变频电源。
U1 R1I1 E1 E1 4.44 f1 N1K1
E1 U1 4.44 f1 N1 K1 4.44 f1 N1 K1
由上面推导出来的式子可知，只要控制好 U1 和 f1 ，便可达到控制磁通 的目的， 对此，需要考虑基频（额定频率）以下和基 频以上两种情况。
a、基频以下的变频控制方式
b、基频以上的变频控制方式 在基频以上时，频率可从f1N往上增高，但电压U1却 不能增加得比额定电压U1N大，一般保持U1=U1N，使 磁通与频率成反比地降低，相当于直流电机弱磁升 速的情况。
m
U 1N 4.44 f1 N 1 K N 1
f1 f1 N
恒电压的控制方式用于基频以上的变频系统中，此时 电压恒定，磁通会从额定值ΦN向下调节。
60 f1 n (1 s) 1.异步电动机的转速： n1 (1 s) np
改变电源频率，同步转速发生改变，从而改变电 动机的转速。
2、变频调速的基本控制方式
由电机学知
E1 4.44 f1 N1 K1
/ Te Cm m I 2 cos 2
如果忽略定子上的电阻压降，则有
n
I sb , 1a
I sa , 1a
I sa I sb
1a 1b
I sb , 1b
等面积PWM调制在变频调速系统的实现
考虑到有，令，由式（1）、式（2）整理可得：
令，，式中为调制深度。
的表达式中虽包含有三角函数的计算，但它仅与N有关，一旦N确定后，可实现将计算好的存入内存中，需要时通过查表方式获取即可。从k的表达式可以看出，k正比于调制深度而反比于基波频率。对于通用型交流变频调速系统来说，通常使为常数来达到恒转矩控制，若用等面积PWM调制实现时，此时只需使k值为一个常数即可。
文献[2]推导了基于整流器网侧电流矢量推导出同步旋转坐标系下PWM整流器的数学模型，详细介绍了基于电流前馈解耦的PWM整流器双环控制系统设计方法，并应用TMS320LF2407A建立了PWM整流器的DSP数字化系统；文献[3]针对大功率应用场合的单相PWM整流器，探讨了一种适用于单相PWM整流器的网侧电流3次谐波抑制方法，分析了单相PWM整流器的工作原理和网侧电流的3次谐波产生原因，并将该新型谐波抑制方法与常规控制算法进行了分析对比。文献[4]依据冲量效果不变理论，给出了采用直接面积等效法计算三相SPWM波的方法，并进行了基于FPGA的发生器软、硬件设计，取得了较好的变频调速效果。
中断处理程序中：故障中断主要用于关A、B、C三相桥臂，封锁逆变器输出，送出报警信号，然后返回。A、B、C三相中断服务程序则完成相应桥臂的触发信号输出，装入新的时间常数，进行中断计数等。由于该过程三相基本相同，图4给出了B相的中断处理程序流程，其中载波周期中产生B相脉冲波形。
这种以单片机为基础的PWM控制器，硬件简单、可靠、软件灵活、易变，可输利用单片机串行通讯，可十分方便地组成闭环系统。
实际设计PWM控制器时，还应考虑满足一般变频系统的要求[5]。对交流变频调速而言，PWM控制器提供逆变器的触发信号，而控制对象是交流异步电动机，具体来说应考虑：①逆变器的要求。在保证桥臂互锁和死区时间的同时，为减少逆变器器件的开关损耗，应合理选择控制器输出的开关频率。②异步电机的要求。低频时，应考虑对电机定子绕组的补偿系数；变频过程应使电压相位平滑转换以保证电机气隙内磁场能连续旋转；可逆旋转时，应先降速到最低频率，然后送出逆序电压，再升频到指定值。另外，整个变频过程还应设置合适的频率变化率，使得电机的动态工作点选在其机械特性的直线段，使频率的变化率与电机转速的跟随相适应。③改善调速性能的要求。本文采用有级同步式控制，即把调频范围划分为7个频段，每个频段内虽然频率以相同级差变化，但频率比P不变，所以输出的脉冲数不变。而各频段之间，输出的脉冲数则随输出频率的减低而增多，这就既保持了输出波形正、负半周完全对称，也改善了低频输出特性，从而就改善了电机的运行性能。
毕业设计(论文)-单片机控制的电机交流调速系统设计
毕业设计毕业设计任务书摘要............................................................................................. 错误!未定义书签。
第1章引言................................................................................. 错误!未定义书签。
1.1单片机的产生和发展.......................................................... 错误!未定义书签。
1.2交流调速系统的现状.......................................................... 错误!未定义书签。
第2章硬件设计....................................................................... 错误!未定义书签。
2.1系统总体方案设计.............................................................. 错误!未定义书签。
2.2主回路设计.......................................................................... 错误!未定义书签。
2.2.1整流滤波电路的设计................................................ 错误!未定义书签。
2.2.2整流电路意义总结.................................................... 错误!未定义书签。
2.3整流电路分类...................................................................... 错误!未定义书签。
PWM-M可逆调速系统设计
摘要直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在宽范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。
近年来，虽然高性能交流调速技术发展很快，但是直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，应用前景相当广阔；而且从控制规律的角度来看，直流拖动控制系统又是交流拖动控制系统的基础。
掌握直流拖动控制系统的基本规律和控制方法具有非常大的必要性。
根据生产机械要求，电力拖动控制系统有调速系统、伺服系统、张力控制系统、多电动机同步控制系统等多种类型。
而各系统往往都是通过转速来实现的，本文研究直流调速系统，是电力拖动控制系统中的基础和及其重要的部分。
针对双闭环可逆直流PWM调速系统进行了较深入的研究，从直流调整系统原理出发，逐步建立了闭环直流PWM调整系统的模型。
关键词：直流电动机直流调速系统双闭环 PWM调速PWM-M可逆调速系统设计1 直流电动机的调速方法介绍直流电动机的调速方法有三种：（1）改变电枢电阻（R）调速。
（2）改变电枢电压（U）调速。
（3）改变主磁通（ ）调速。
前两种调速方法主要适用于恒转矩负载，后一种调速方法适用于恒功率负载。
串电阻调速为有级调速，调速平滑性比较差，机械特性斜率增大，速度稳定性比较差，受静差率的限制，调速范围比较小。
改变电枢电压调速为无级调速，机械特性斜率不变，速度稳定性好，调速范围比较大。
改变主磁通调速，控制方便，能量损耗比较小，调速平滑，但受最高转速限制，调速范围不大。
对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以改变电枢电压调速方式为最好。
因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主要调节方式。
2 PWM控制系统的优点自从全控型电力电子器件问世以后，就出现了采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制的控制方式，形成了脉宽调制变换器-直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统，或直流PWM调速系统。
PWM系统在很多方面有较大的优越性：（1）主电路线路非常简单，需要用到的功率器件比较少。
交直流调速系统课程设计
目录交直流调速课程设计任务书 (2)前言 (4)关键词 (4)交直流调速课程设计说明书 (5)一、总体方案确实定 (5)1.1 现行方案的讨论与比拟 (5)1.2 选择PWM控制系统的优越性 (6)1.3采用转速电流双闭环的理由 (6)1.4起动过程电流和转速波形 (9)1.5 H桥双极式逆变器的工作原理 (9)1.6 PWM调速系统静特性 (11)二、双闭环直流调速系统的硬件结构 (12)2.1主电路 (13)2.2 电流调节器 (14)2.3转速调节器 (14)2.4控制电路设计 (15)2.5、控制环节电源设计 (16)2.6、限幅电路 (16)2.7转速检测电路 (17)2.8、电流检测电路 (17)2.9、泵升电压限制 (18)三、电机参数及设计要求 (19)3.1电路根本信息如下： (19)3.2计算反响关键参数 (19)四、课程设计心得体会 (23)五、系统主要硬件结构图 (24)参考文献： (25)交直流调速课程设计任务书一、题目：双闭环可逆直流PWM调速系统设计二、设计目的1、对先修课程〔电力电子学、自动控制原理等〕的进一步理解与运用2、运用?电力拖动控制系统?的理论知识设计出可行的直流调速系统，通过建模、仿真验证理论分析的正确性。
也可以制作硬件电路。
3、同时能够加强同学们对一些常用单元电路的设计、常用集成芯片的使用以及对电阻、电容等元件的选择等的工程训练。
到达综合提高学生工程设计与动手能力的目的。
三、系统方案确实定自动控制系统的设计一般要经历从“机械负载的调速性能〔动、静〕→电机参数→主电路→控制方案〞〔系统方案确实定〕→“系统设计→仿真研究→参数整定→直至理论实现要求→硬件设计→制板、焊接、调试〞等过程，其中系统方案确实定至关重要。
为了发挥同学们的主观能动作用，且防止方案及结果雷同，在选定系统方案时，规定外的其他参数由同学自已选定。
1、主电路采用二极管不可控整流，逆变器采用带续流二极管的功率开关管IGBT构成H型双极式控制可逆PWM变换器;2、速度调节器和电流调节器采用PI调节器；U*nm=U*i m =U cm=10V3、机械负载为对抗性恒转矩负载，系统飞轮矩〔含电机及传动机构〕GD2 ＝1.5Nm2；4、主电源：可以选择三相交流380V供电，变压器二次相电压为52V；5、他励直流电动机的参数：见习题集【4-19】〔p96〕n N=1000r/min，电枢回路总电阻R=2Ω，电流过载倍数λ=2；6、PWM装置的放大系数K s=11；PWM装置的延迟时间T s=0.4ms。
基于PWM控制直流电机自动调速系统设计
1 绪论1.1 课题的研究背景和意义直流电动机是最早出现的电动机，也是最早能实现调速的电动机。
长期以来，直流电动机一直占据着调速控制的统治地位。
由于它具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，高的效率，优异的动态特性;尽管近年来不断受到其他电动机(如交流变频电机、步进电机等)的挑战，但到目前为止，它仍然是大多数调速控制电动机的优先选择。
近年来，直流电动机的结构和控制方式都发生了很大变化。
随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元件的不断出现，使采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制 (PulseWidthModulation，简称PWM)控制方式已成为绝对主流。
这种控制方式很容易在单片机控制中实现，从而为直流电动机控制数字化提供了契机。
五十多年来，直流电气传动经历了重大的变革。
首先，实现了整流器件的更新换代，从50年代的使用己久的直流发电机一电动机组(简称G-M系统)及水银整流装置，到60年代的晶闸管电动机调速系统(简称V-M系统)，使得变流技术产生了根本的变革。
再到脉宽调制 (PulsewidthModulation)变换器的产生，不仅在经济性和可靠性上有所提高，而且在技术性能上也显示了很大的优越性，使电气传动完成了一次大的飞跃。
另外，集成运算放大器和众多的电子模块的出现，不断促进了控制系统结构的变化。
随着计算机技术和通信技术的发展，数字信号处理器单片机应用于控制系统，控制电路己实现高集成化，小型化，高可靠性及低成本。
以上技术的应用，使系统的性能指标大幅度提高，应用范围不断扩大。
由于系统的调速精度高，调速范围广，所以，在对调速性能要求较高的场合，一般都采用直流电气传动。
技术迅速发展，走向成熟化、完善化、系统化、标准化，在可逆、宽调速、高精度的电气传动领域中一直居于垄断地位[1]。
目前，国内各大专院校、科研单位和厂家也都在开发直流数字调速装置。
姚勇涛等人提出直流电动机及系统的参数辨识的方法。
该方法依据系统或环节的输入输出特性，应用最小二乘法，即可获得系统或环节的内部参数，所获的参数具有较高的精度，方法简便易行。
矿井提升机双PWM交直交变频调速系统
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ｍｉｅｈ ｉｔ ｕ ｌ ｕｓ ｉｔ ｄ ｌｔ ｎ （ ＷＭ）；ｉｄ ｃｉｎｍｏｏ ；ｖ ｃｏ ｏ ｔ ｌ ｏ ｕｅ ｉ ｌｔ ｎ ｎ ｏｓ ；ｄ ａ ｐ ｌｅｗｄｈ ｍｏ ｕａｉ ｏ Ｐ ｎ ｕ ｔ ｔｒ ｅ ｔｒｃ ｎｒ ；ｃ ｍｐ ｔｒｓｍｕａｉ ｏ ｏ ｏ
ｄｉｅ ｓｈ ｍｅｗｉ ｎ ｕ ｔ ｎ ｍｏｏ ａｅ ｎｄ ａ ｕｓ ｄｈｍｏ ｕａｉｎ （ Ｗ Ｍ ）ｓｒｃｕ ｅｗａ ｉｃ ｓｅ ．Ｄ ａ ｌｓ— ｏ ｅ ｔｒ ｒｖ ｃ ｅ ｔ ｉｄ ｃｉ ｔｒｂ ｓｄｏ ｕ ｌ ｌｅｗｉｔ ｄ ｌｔ ｈ ｏ ｐ ｏ Ｐ ｔｕ ｔｒ ｓｄｓｕｓ ｄ ｕ ｌ ｏｅ ｌ ｐｖ ｃｏ ｃ ｏ
Ａｂｓ ｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ａｃ ｏ ｄｉ ｇ ｔ ｎ ｏ ｉ ’ ｐｅ ａｔ ｇ ｃ ｒ ｃ ｅ’ ｔｃ ａ ｄ ｉｓ ｄ ｉ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅ ’Ｓ ｒ ｓ ｎ ｉ ｔｏ ． ｉｓ ｃ ｒ ｎ ｏ ｍｉ ｅ ｈ ｓ ｔ ｓ ｏ ｒ ｉ ｈａ ａ ｔ ｌ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｖ ｎ ｙ ｔ ｍ ｐ ｅ ｅ ｔ ｓ ｔ ｉ ｎ ｔ ＡＣ— ｎ ｉ ｕａ ＤＣ— ｅ ｅ ｔｉ ＡＣ ｌ ｃ ｒｃ
王 晓 晨 ， 凤 香 孙
（ 肥 工 业 大 学 电气 与 自动 化 工 程 学 院 ， 合 安徽 合 肥 ２ ００ ） ３０ ９
摘 要 ： 据矿 井提 升机的 工作 特性 和拖动 系统 的现 状 ， 究 了其 基 于双 Ｐ 根 研 ＷＭ 结构 的异 步 电动机 交直
交 变 频 调 速 拖 动 方 案 。 Ｐ Ｍ 整 流 器 部 分 采 用 电压 、 流 双 闭 环 矢 量 ห้องสมุดไป่ตู้ 制 策 略 ； 变 器 部 分 采 用 按 电机 Ｗ 电 逆
好 ， 到 了预 期 目的 。 达
直流脉宽(PWM)调速系统设计与研究——主电路设计课设报告
沈阳理工大学课程设计摘要调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一中系统。
目前对调速性能要求较高的各类生产机械大多采用直流传动，简称为直流调速。
早在20世纪40年代采用的是发电机－电动机系统，又称放大机控制的发电机－电动机组系统。
这种系统在40年代广泛应用，但是它的缺点是占地大，效率低，运行费用昂贵，维护不方便等，特别是至少要包含两台与被调速电机容量相同的电机。
为了克服这些缺点，50年代开始使用水银整流器作为可控变流装置。
这种系统缺点也很明显，主要是污染环境，危害人体健康。
50年代末晶闸管出现，晶闸管变流技术日益成熟，使直流调速系统更加完善。
晶闸管－电动机调速系统已经成为当今主要的直流调速系统，广泛应用于世界各国。
近几年，交流调速飞速发展，逐渐有赶超并代替直流调速的趋势。
直流调速理论基础是经典控制理论，而交流调速主要依靠现代控制理论。
不过最近研制成功的直流调速器，具有和交流变频器同等性能的高精度、高稳定性、高可靠性、高智能化特点。
同时直流电机的低速特性，大大优于交流鼠笼式异步电机，为直流调速系统展现了无限前景。
单闭环直流调速系统对于运行性能要求很高的机床还存在着很多不足，快速性还不够好。
而基于电流和转速的双闭环直流调速系统静动态特性都很理想。
关键字：调速系统直流调速器晶闸管晶闸管－电动机调速系统沈阳理工大学课程设计目录1 绪论 (1)1.1 背景 (1)1.2 直流调速系统的方案设计 (1)1.2.1 设计已知参数 (1)1.2.2 设计指标 (2)1.2.3 现行方案的讨论与比较 (2)1.2.4 选择PWM控制系统的理由 (2)1.2.5 选择IGBT的H桥型主电路的理由 (3)1.2.6 采用转速电流双闭环的理由 (3)2 直流脉宽调速系统主电路设计 (4)2.1 主电路结构设计 (4)2.1.1 PWM变换器介绍 (4)2.1.2 泵升电路 (7)2.2 参数设计 (7)2.2.1 IGBT管的参数 (7)2.2.2 缓冲电路参数 (8)2.2.3 泵升电路参数 (8)3 直流脉宽调速系统控制电路设计 (9)3.1 PWM信号发生器 (9)3.2 转速、电流双闭环设计 (9)3.2.1 电流调节器设计 (10)3.2.2 转速调节器设计 (13)4 系统调试 (17)4.1 系统结构框图 (17)4.2 系统单元调试 (17)4.2.1 基本调速 (17)4.2.2 转速反馈调节器、电流反馈调节器的整定 (18)4.3 实验结果 (18)4.3.1 开环机械特性测试 (18)4.3.2 闭环系统调试及闭环静特性测定 (19)5 总结 (20)参考文献 (21)附录A (22)A.1 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定 (22)A.2 双闭环可逆直流脉宽调速系统性能测试 (26)沈阳理工大学课程设计1 绪论背景在现代科学技术革命过程中，电气自动化在20世纪的后四十年曾进行了两次重大的技术更新。
开环PWM变频调速系统设计
开环PWM变频调速系统设计一、设计原理：开环PWM变频调速系统设计的基本原理是通过改变PWM信号的占空比来调节电机的转速，其中占空比指的是一个时期内高电平的时间和总时期的比值。
占空比越大，电机的转速越快；占空比越小，电机的转速越慢。
因此，通过控制占空比的大小，可以实现对电机转速的调节。
二、系统硬件电路设计：1.电源电路设计：设计一个合适的电源电路，保证系统正常运行所需要的电压和电流供应。
2.信号输入电路设计：设计一个用于输入转速指令的信号输入电路，可以通过按键、旋钮等方式输入转速指令。
3.信号处理电路设计：设计一个用于处理输入信号的电路，将转速指令转化为控制信号。
4.PWM信号输出电路设计：设计一个用于输出PWM信号的电路，根据控制信号的大小产生相应的PWM信号，并将其输出到电机驱动器中。
5.电机驱动电路设计：设计一个用于控制电机转速的驱动电路，接收PWM信号，并通过电流控制、电压控制等方式控制电机的转速。
三、系统软件编程实现：1.信号处理程序：编写一个用于处理输入信号的程序，将输入信号转化为控制信号。
2.PWM信号输出程序：编写一个用于输出PWM信号的程序，根据控制信号的大小产生相应的PWM信号，并将其输出。
3.电机驱动程序：编写一个用于控制电机转速的程序，接收PWM信号，并通过合适的控制算法控制电机的转速。
4.主程序：编写一个主程序，将信号处理程序、PWM信号输出程序和电机驱动程序集成在一起，实现整个系统的功能。
四、系统调试与优化：在完成硬件电路设计和软件编程后，需要进行系统调试和优化。
通过观察电机的运行情况，并根据实际需求进行调整和优化，以实现系统的稳定运行和良好的性能。
五、总结：开环PWM变频调速系统设计是一种常用的电机调速控制方法，通过控制PWM信号的占空比来实现电机转速的调节。
本文介绍了开环PWM变频调速系统的设计原理、硬件电路设计和软件编程实现等内容，并提供了系统调试和优化的建议。
PWM变频调速多电机同步传动控制系统设计
PWM变频调速多电机同步传动系统控制系统摘要：本设计给出了一种用PWM变频调速控制系统，用来控制多台普通三相交流异步电机。
该控制系统用8031单片机最小系统，以及HEF4752大规模继承芯片来实现，产生的控制信号用来控制逆变元件的开关，从而产生可以调整的PWM信号来控制交流电机，完成对多台电机实现同步传动的控制，它既可以统一控制，又能微调各个电机。
该系统具有工作可靠，调节范围宽，控制精度高，同步效果好的特点，本文给出了它的硬件组成电路以及控制程序的流程软件设计。
关键词：PWM 变频调速控制多台电机Multi-motor synchronous PWM inverter driving system controlsystemAbstract:This introduced a PWM frequency control system which can be used to regular the speed of some electrical electromotor. This system used MCS-51 SCM and HEF4752 PWM chip which can make control signal to control the system. And the PWM signal produced by them can control whether the switch is open or close in this way, the PWM signal feed to the electromotor can be produced .Moreover the signal can be controlled. The system can control both single electromotor or several electromotor. The strongpoint of the system is that: reliable, wide control, high-precision. This article gives the composition of its hardware and circuit design software flow control procedures.Key Word:PWM Frequency conversion modulates velocity The multi-motor synchronization目录第一章内容概要 (1)第一节变频调速的基本知识 (4)第二节PWM原理 (5)第三节PWM变频调速主电路 (6)1 变频器的分类 (6)2 GRT驱动电路 (8)第二章数字控制系统 (10)第一节HEF4752的电路功能 (10)第二节8031单片机最小系统 (14)18031最小系统 (14)28031最小系统控制HEF4752芯片 (16)第三节测速电路 (18)第四节系统的工作过程 (21)第三章系统的抗干扰及保护 (23)第一节系统的抗干扰 (23)第二节保护电路 (24)第四章软件的设计 (26)第一节程序流程图 (26)第二节地址空间分布表 (31)程序清单 (32)第五章英文文献翻译 (45)结束语 (50)参考文献 (51)附录：英文原文 (52)第一章内容概要在纺织工业中的印花，染色，纺织，整理联合机，通常采用多台直流电机或者交流电动机传动。
交流电机变频调速系统毕业论文
摘要本文首先在对该系统的整体结构、控制方案和各部分功能实现的方法进行了详细分析，并设计出该系统的硬件电路。
其中硬件电路包括主电路和控制电路，在控制电路中以ARM(LPC2148)控制器为核心，通过键盘的给定频率并由LPC2148控制智能模块SA4828产生可调频率的SPWM方波,并通过SPWM控制技术对交流电机实现恒压频比控制，并用数码管对当前频率进行实时显示。
主电路包括整流、滤波和逆变电路。
为了三相交流异步电动机的可靠性，还设计了软启动电路、过欠压、过热、过流保护电路。
使设计的可靠性得到了提高。
在软件设计中，采用通用的模块化设计方式，编写了三相交流异步电动机调速程序，并且使用C语言进行程序，在 ADS(ARM Developer Suite)开发环境下编译、、运行通过。
论文的创新点在于将ARM嵌入式微处理器作为控制核心结构简单、可靠易行。
相对于传统交流调速，该系统采用全数字式控制方式，极提高了系统的实时性能。
关键词:ARM 变频调速智能功率模块恒压频比控制 SPWMAbstractIn this paper，first The whole structure and control scheme of the system, realization methods for all Parts have been analyzed in detail, then, the feasibility of design is demonstrated, and hardware circuit is designed. The system hardware circuit is composed of the power circuit and control circuit ,the control circuit uses LPC2148 as its core，the frequency is given with keyset , the LPC2148 control intelligent module SA4824 ,and can generate a variable SPWM wave, this system use SPWM Technology to realize constant U/f Control of AC motor, and displays frequency at present with LEDThe Power circuit includes rectification，filtering and inverter. In order to improve reliability of three Phase AC asynchronous motor, the paper also designed soft start circuit and other protect circuits such as the undervoltage and overvoltage, the too overheated and the output flow. So that the reliability of the design has been enhanced.Software is designed the process ,the speed-adjusted program of three Phase AC asynchronous motor control system has been Written with C language，compiled, linked and run in ADS(ARM Developer Suite) environment successfully .The innovation of this paper consists in its simplicity and reliability using ARM embedded microprocessor as the kernel .Relative to traditional Variable speed ,this system adopts digital control, and promotes the performance and anti-jammingKeywords ARM， variable frequency variable speed，U/f control method，SPWM目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1电机调速发展现况和趋势 (1)1.2电力电子技术的发展现况和趋势 (2)1.3国外交流调速现状 (3)1.3.1国外现状 (3)1.3.2国现状 (3)1.4本论文的研究容 (4)第2章主电路设计 (6)2.1 主电路原理图 (6)2.2 输入整流滤波电路的设计 (7)2.2.1 EMI滤波电路 (7)2.2.2 输入整流电路 (7)2.2.3 输入滤波电容容量的计算 (8)2.2.4电源指示灯 (10)2.3逆变电路的设计 (10)2.3.1 主功率管IGBT的容量计算 (10)2.3.2续流电路 (11)2.3.3吸收电路 (11)2.3.4制动电阻 (12)第3章控制电路设计 (14)3.1控制原理图 (14)3.2 ARM的最小系统设计 (15)3.2.1微控制器LPC2148 (15)3.2.2时钟和复位系统 (15)3.3显示电路 (18)3.3.1数码管控制芯片 MAX1279 (19)3.4三相SPWM控制器SA4828 (20)3.4.1 寄存器软件设计 (20)3.5按键、指示灯和报警 (23)3.5.1按键 (23)3.5.2指示灯 (23)第4章 IGBT驱动电路设计 (25)4.1驱动电路原理图 (25)4.1.1驱动电路M57962L (25)第5章保护电路设计 (27)5.1 保护电路概述 (27)5.2 输入过欠压保护电路的设计 (27)5.3限流启动电路 (29)5.3.1采样电路 (29)5.3.2限流电路中晶闸管的驱动电路 (30)5.4过电流保护电路 (30)5.5IGBT的过热保护设计 (31)第6章辅助电源设计 (33)第7章变频调速系统的软件设计 (34)结论 (37)致 (38)参考文献 (39)附录1 (41)附录2 (45)附录3 (51)第1章绪论1.1电机调速发展现况和趋势电机调速是电力电子技术应用的最大领域之一，具有极大的吸引力，同时也具有较强的挑战性。
交—直—交变频调速系统仿真
4 MATLAB仿真应用计算机仿真技术对交直流调速系统进行仿真分析，可以加深我们对所有理论的理解，提高实践动手能力。
计算机仿真还是一种低成本的实验手段，近年来获得了广泛的应用。
目前，使用MATLAB对控制系统进行计算机仿真的主要方法是：以控制系统的传递函数为基础，使用MATLAB的Simulink工具箱对其进行计算机仿真研究。
本章就对PWM交流变频调速的MATLAB仿真作以研究。
4.1 Matlab软件简介MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
Matlab有以下诸多优势：（1）友好的工作平台和编程环境MATLAB由一系列工具组成。
这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面。
包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。
随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。
而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。
简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。
（2）简单易用的程序语言Matlab一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。
交流调速(二)PWM
这两种方式的差别仅仅在于正弦波与三角 波比较的方法。一般说来，单极性PWM调 制方案产生的谐波较小，但是难于实现， 在本书中只讨论双极性PWM调制方法。
双极性PWM控制方式（单相桥逆变）
在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断。
在ur的半个周期内，三角波载波有正有负，
所得PWM波也有正有负，其幅值只有±Ud
Ud
u of
己分析。
O
wt
表示uo的基波分量
-Ud
单极性PWM控制方式波形
双极性脉宽调制：如果在正弦调制波半个 周期内，三角载波在正负极性之间连续变 化，则SPWM波也是在正负之间变化。
图6-5为双极性PWM调制。在双极性 PWM调制方式中，同一桥臂上下两个功 率开关的驱动信号是互补的信号，但实际 上为了防止同一桥臂上下两个功率开关直 通而造成短路，在两个信号中间加入死区， 死区时间大小主要由功率开关器件的关断 时间决定，死区时间将会给输出的 SPWM波形带来影响，使其偏离正弦波。
单极性PWM控制方式（单相桥逆变）
在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断。
ur正半周，V1保持通， V2 保 持 断 ,V3,V4 交 替 通
断。
u
uc ur
当 ur>uc 时 使 V4 通 ，
V3断，uo=Ud 。
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当 ur<uc 时 使 V4 断 ，
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ur负半周，请同学们自
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图6-2 形状不同而冲量相同的各种脉冲
变频调速系统毕业设计1
河南理工大学毕业设计（论文）说明书摘要变频调速是交流调速的发展方向。
传统的交流调速方式主要有定子调压调速、转子串电阻调速、变极调速和串极调速等，虽然这些调速方式在某些指标方面具有优异的性能，但是它们在不同的应用场合中存在着诸多问题，如调速精度不高、有级调速、谐波污染较大、功率因数低等，因此通用性差。
与传统的调速技术相比，变频调速具有极大的优越性，整个调速系统体积小、控制精度高、保护功能完善、工作安全可靠、操作工程简便、通用性强、使传动系统具有优良的性能，最重要的优点是节能效果十分可观。
本课题采用韩国SOHO变频器构建一个变频调速实验系统，主要解决交流调速实验系统的“负载模拟”、系统再生电能的回馈利用和高效节能等关键技术。
系统采用双电机联轴拖动设计，可方便获得电动机在反应或位能负载下四象限运行的连续变化控制过程，重点凸出变频调速控制精度高、安全可靠、节能效果可观的优点。
该实验平台可以将变频调速技术在教学、科研和应用中的一些理论现象和动态过程的分析结论给予全面的实验验证，既适合电气控制专业的学生做电机实验和相关自动化实验研究，也适合实际工作者进行电机性能实验和检测之用。
关键词：变频调速；SOHO变频器；实验系统；节能2.2kW squirrel cage motorVariable frequencyspeed-governing experiment system designAbstractFrequency control of motor speed is the development direction of AC variable speed. The traditional AC speed regulation includes stator variable voltage speed control, rotor series resistance speed, pole changing control and cascade control , etc..Although these speed control methods have excellent performances in some indicators, but there are many problems in different applications.Such as low accuracy, step speed regulating,large, harmonic pollution, low power factor. So the versatility is pared with traditional speed control technology, frequency control has great advantages, small, light weight, high control precision, the perfect protection, safe and reliable operation, versatile. so the transmission system has excellent performance, the most particular advantage is impressive energy saving.This topic build a VVVF experimental system with Korea SOHO inverter, mainly to solve load simulation of the AC speed regulating system，the key technology of the feedback of the renewable electricity and efficient energy saving.The system uses a dual-motor coupling drag design, easily access to the continuous change proces of the motor response or the four-quadrant operation of the potential load, focusing protruding Frequency Control advantages of high precision, safety, reliablity, and considerable energy saving effect. The experimental platform can be the conclusions of the frequency conversion technology in teaching, research and application of the theory of the phenomenon and the dynamic process to give a compreh ensive experimental validation.It’s not only for the electrical control professional students to do experimental study of the electrical experiments and automation, but also for the experimental and testing purposes of actual workers in motor performance . Key words: frequency control of motor speed; SOHO inverter; experimental system; energy saving河南理工大学毕业设计（论文）说明书目录1绪论 (1)1.1研究现状 (1)1.2变频调速的实际应用 (1)1.3变频调速的发展趋势 (2)1.4课题的研究意义 (2)2变频调速基础 (4)2.1变频调速基本原理 (4)2.2变频器控制方式 (4)2.3变频器的工作原理 (6)3硬件设计 (11)3.1设备选型 (11)3.1.1电动机的选定 (11)3.1.2变频器的选定 (11)3.1.3外围器件的选定 (13)3.2主电路设计 (15)3.3系统功能分析 (18)3.3.1负载模拟 (18)3.3.2电能回馈 (22)3.3.3系统功能实验 (23)4系统保护 (24)4.1过流保护 (24)4.2过载保护 (25)4.3电压保护 (25)5软件设计 (27)5.1参数分析 (27)5.2SOHO变频器具体参数设定 .................................................... 错误！未定义书签。
电机的PWM交-直-交变频调速
1 概述对于可调速的电力拖动系统，工程上往往根据电动机电流形式分为直流调速系统和交流调速系统两类。
它们最大的不同之处主要在于交流电力拖动免除了改变直流电机电流流向变化的机械换向器——整流子。
20世纪70年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。
许多传统的由直流电机调速系统拖动的工业设备改由交流变额调速系统拖动，从而提高了系统的可靠性，减少了系统的维护费用。
随着变频调速应用的日益广泛，相关技术的日益成熟，人们不仅对变频调速系统的精度要求越来越高，而且对控制的功能要求越来越多，对系统的智能化要求越来越高，对系统的抗扰能力要求越来越高，以满足生产的需求并适应不同的工作环境。
在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受工业行业的青睐。
交流变频调速的优异特性：调速时平滑性好，效率高。
低速时，特性静差率较高，相对稳定性好；调速范围较大，精度高；起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显；变频器体积小，便于安装、调试、维修简便，易于实现过程自动化；在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低。
交流电动机因其结构简单，运行可靠，价格低廉，维修方便，故而应用面很广，几乎所有的调速传动都采用交流电动机。
尽管从1930年开始，人们就致力于交流调速系统的研究，然而主要局限于利用开关设备来切换主回路达到控制电动机启动，制动和有级调速的目的。
变极对调速，电抗或自藕降压启动以及绕线式异步电动机转子回路串电阻的有级调速都还处于开发的阶段。
交流调速缓慢的主要原因是决定电动机转速调节主要因素的交流电源频率的改变和电动机的转矩控制都是非常困难的，使交流调速的稳定性，可靠性，经济性以及效率均不能满足生产要求。
变频调速系统设计与调试实验报告
变频调速系统设计与调试实验报告实验报告:变频调速系统设计与调试一、实验目的本实验的目的是设计和调试一个变频调速系统，通过对电机的变频调速实现电机的恒定转速控制，提高电机的运行效率和稳定性。
二、实验原理1.变频调速系统2.变频器变频器是变频调速系统的核心设备，它通过采用先进的PWM调制技术，将直流电转换成可调频率和可调幅值的交流电输出给电机，从而实现对电机的调速控制。
3.整流器整流器是变频器的关键组成部分，它将市电的交流电转换成可供变频器使用的直流电。
4.逆变器逆变器将直流电转换成供电机使用的可调频率和可调幅值的交流电。
三、实验步骤1.搭建变频调速系统实验平台，包括电机、变频器、整流器和逆变器等设备。
2.进行连接调试，保证系统各部件正常工作。
3.设计一个恒定转速控制的闭环调速系统，确定合适的PID控制器参数。
4.进行系统参数整定和闭环调速实验，记录实验数据。
5.分析实验结果，评估系统性能并提出改进建议。
四、实验结果与分析在实验中，我们成功搭建了一个变频调速系统，并进行了恒定转速控制的闭环调速实验。
通过对系统的参数整定和实验调试，我们得到了合适的PID控制器参数，并实现了电机的恒定转速控制。
实验结果显示，通过变频调速系统的控制，电机的转速可以在一定误差范围内保持恒定，具有较好的稳定性和控制精度。
同时，电机的运行效率得到了提高，电机的起动转矩和运行电流得到了控制，从而减少了能耗和损耗。
根据实验结果分析，我们可以进一步优化调速系统的设计和调试，提高系统的控制精度和稳定性。
例如，可以引入模糊控制、神经网络控制等先进的控制算法，以进一步提高系统的性能。
五、结论通过本次实验，我们成功设计并调试了一个变频调速系统，并实现了对电机的恒定转速控制。
实验结果表明，变频调速系统具有较好的稳定性和控制精度，能有效提高电机的运行效率和稳定性。
在今后的工程应用中，变频调速系统将发挥重要作用，提高电机控制的性能和效益。
同时，在实验过程中，我们还发现了系统设计和调试中存在的问题，并提出了改进建议。
PWM调速系统
12009测控上海电力学院信控系第六节交流伺服电机的调速•由于直流电机本身在结构上的缺陷，它的机械接触式换向器不但结构复杂，制造费时，价格昂贵，而且在运行中容易产生火花，以及换向器的机械强度不高，电刷易于磨损等问题，在运行中需要有经常性的维护检修，对环境的要求也比较高。
•交流电机，特别是鼠笼型异步电动机，由于它结构简单，制造方便，价格低廉，而且坚固耐用，惯量小，运行可靠，可以用于恶劣环境，因此近年来在机器人领域得到了广泛的应用和推广。
22009测控上海电力学院信控系一、交流电机的调速方法调压调速斩波调速转子串电阻调速串级调速滑差调速变频调速等32009测控上海电力学院信控系实质%10011×−=n n n s 转差率同步转速转子转速1n 1n n <emT 1(1)n n s =−调节同步转速n 1调节转差率S42009测控上海电力学院信控系二、异步电动机的变频调速系统1．电压型转差频率控制变频调速系统52009测控上海电力学院信控系2. 转矩和磁通通道独流的转差频率控制变频调速系统3．电流型转差频率控制的变频调速系统2009测控上海电力学院信控系62009测控4．电流跟踪变频调速系统上海电力学院信控系782009测控上海电力学院信控系第七节机器人控制系统•五、机器人运动控制系统•（1）驱动电路电机驱动流程H 桥驱动原理图92009测控上海电力学院信控系（2）运动控制芯片LM629系统结构框图2009测控上海电力学院信控系运动梯形图10112009测控上海电力学院信控系直流脉宽调速系统（PWM －－Pulse Width Modulation ）2009测控上海电力学院信控系12132009测控上海电力学院信控系142009测控上海电力学院信控系全控型器件•电力晶体管（GTR ）•电力场效应管（MOFET ）•可关断晶闸管（GTO ）•绝缘栅极双极性晶体管（IGBT ）•MOS 控制晶闸管（MCT ）通过对基极（门极或栅极）的控制，可以控制其导通和关断c e b152009测控上海电力学院信控系U+–N S162009测控上海电力学院信控系C-滤波储能电容器1）整流电路输出的电压是脉动的直流电，必须加电容滤波；2）在整流电路与PWM 变换器之间去耦合，消除相互干扰2009测控上海电力学院信控系172009测控上海电力学院信控系18Pulse-Width Modulation2009测控上海电力学院信控系19脉宽调速变换器2009测控上海电力学院信控系202009测控上海电力学院信控系21一、不可逆PWM变换器2009测控上海电力学院信控系22232009测控上海电力学院信控系t onT2009测控上海电力学院信控系242009测控上海电力学院信控系25262009测控上海电力学院信控系•在不可逆电路中，存在电流不能反向的问题，因而没有制动能力，不能投入实际应用，还需要增加制动环节，控制电动机降速。
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摘要本文设计的PWM交流变频调速系统采用GTO作为主功率器件，以16位单片机8098为控制核心，辅以正弦脉宽调制专用芯片HEF4752V配合而完成三相异步电动机的PWM交流变频调速系统。
本调速系统充分利用了三相PWM集成芯片HEF4752V的低功耗、可编程、输出开关频率高等优点，与高能的16位单片机8098构成调速系统的微机控制部分。
同时采用HEF4752V产生的GTO驱动电路，HEF4752V的使用不仅使得系统的硬件设计得到简化，而且还有助于提高系统运行的可靠性。
该调速系统由8279构成键盘显示部分，键盘部分通过16键键盘输入命令，0~9为数字键、A~F 为功能键实现相应的功能；显示部分采用8位8段共阴极LED进行显示。
HEF4752V用于产生PWM信号，它能方便组成各种PWM逆变器-交流电机变频调速系统、不断电电源等。
本调速系统软件部分进行了系统主程序、键盘扫描程序、显示程序以及升降频的控制程序等的设计，还对PID算法进行介绍，并用其进行计算分析对本系统加以控制，为保证系统工作的可靠性，设计了多种保护电路和抗干扰措施。
该变频系统的研究开发将有利于风机、泵类等传统传动机构的技术改造，为变频器的开发和研究打下基础。
系统的实时控制性好，电路简单可靠，特别适用于中小功率的交流异步电动机的变频调速系统。
关键词：单片机；变频调速；HEF4752V；GTOAbstractIn this paper, A digital control of AC variable frequency drive system based on high carrier frequency PWM converter is developed. It uses the power GTO as main switch, the 16 bit single chip microcomputer 8098 as the control unit, the large-scale integration HEF4752V as PWM waveform generator.The advantages of HEF4752V are fully utilized. They are low consuming, programmable and high switching frequency. It forms the computer control component of the drive system with single chip microcomputer 8098. The GTO drive circuit uses HEF4752V driver. The hardware is simplified, and system reliability is improved. The system based on keyboard control. Its keyboard constitutes with 8279 .There are 16 keys in keyboard part. Keys 0~9 are data-keys, A~F are functional keys ，adopt 8 bit 8 total cathode LED displays. HEF4752V is designed specially for generating PWM signals, It is convenient to get various variable frequency variable speed PWM inverter-AC motor driver system, interrupt table power sources etc.The software is institute with main process, keyboard scan process, display process and high-down frequency control process. The PID control is using equivalent area principle. It is high accuracy and easy to calculate. It designs protect system to make the system work well.The hardware, the control algorithm and the software of the control system are discussed, shows that the system works well. The real-time control performance of this system is good and electrical circuit is simple and reliable. It is preferable in the small and middle AC asynchronous motor frequency change-timing system.Key Words: Single chip microcomputer；Frequency change-timing；HEF4752V；GTO目录第1章绪论 (1)1.1交流调速技术的发展概述 (1)1.1.1 发展过程 (1)1.1.2 交流调速系统分类 (2)1.1.3 交流调速系统的主要应用领域 (3)1.2器件技术与交流调速系统 (4)1.2.1 电力电子器件 (4)1.2.2发展前景 (7)1.3论文的总体设计内容 (8)第2章PWM变频调速原理 (9)2.1异步电动机变频调速运行原理 (9)2.2 PWM的调制方式 (10)2.3变频器的构成与功能 (11)2.3.1 主回路 (12)2.3.2 控制回路 (13)2.3.3 保护回路 (14)第3章硬件电路设计 (16)3.1 主回路 (16)3.2单片机控制系统 (16)3.2.1 控制核心8098单片机最小系统 (17)3.2.2 8253可编程定时/计数器 (18)3.2.3 键盘显示电路 (18)3.3 PWM信号的产生 (19)3.4转速测量电路 (23)3.4.1 M法工作原理 (24)3.4.2 T法工作原理 (24)3.4.3 M/T法工作原理 (25)3.5保护电路 (25)第4章软件设计 (27)4.1系统的工作过程 (27)4.2键盘显示原理 (29)4.3 变频调速的PID控制 (30)第5章系统调试 (33)5.1 系统调试 (33)5.2系统抗干扰措施 (33)5.2.1硬件抗干扰措施 (33)5.2.2软件抗干扰措施 (34)第6章结论 (35)参考文献 (36)致谢 (38)附录Ⅰ (39)附录Ⅱ (52)附录Ⅲ (54)附录Ⅳ (58)第1章 绪 论1.1 交流调速技术的发展概述1.1.1 发展过程19世纪相继诞生了直流电动机和交流电动机，由于直流电动机转矩容易控制，因此它作为调速电动机的代表在10世纪的大部分年代广泛地应用于工业生产中。
直流调速系统具有起、制动性能好、调速范围广、静差小及稳定性好的等优点，晶闸管整流装置的应用更使直流调速在自动调速系统中占主导地位，相比交流电动机则只能应用于不变速的或要求调速性能不高的传动系统中。
虽然直流调速系统的理论和实践应用比较成熟，但由于电动机的单机容量、最高电压、最高转速及过载能力等主要技术指标受机械换向的制约，限制了直流调速系统的发展，使得人们长期以来寻找用交流电动机替代直流电动机调速的方案，研究没有换向器的交流调速系统。
交流电动机的主要优点是：没有电刷和换向器，结构简单，运行可靠，使用寿命长，维护方便，且价格比相同容量的直流电动机低。
早在20年代到30年代就有人提出用交流调速的有关理论来代替直流调速的有关理论，到60年代，随着电力电子技术的发展，交流调速得以迅速发展。
1971年伯拉斯切克（F.Blaschke ）提出了交流电动机矢量控制原理，使交流转动技术从理论上解决了获得与直流转动相似的静、动态特性问题。
矢量变换控制技术（或称磁场定向控制技术）是一种模拟直流电动机的控制。
众所周知，调速的关键问题在于转矩的控制，直流电动机的转矩表达式为T=C T ΦI a ，其中C T 是转矩常数，磁通Φ和电枢电流I a 是两个可以单独控制的独立变量，它们之间互成900正交关系，在电路上互不影响，可以分别进行调节。
而交流异步电动机的转矩表达式为T=C T ’Φm I 2cos φ2 ，其中C T ’是异步电动机转矩系数气隙有效磁通Φm 与转子电流I 2之间是既不成直角关系又不相互独立的两个变量，转子电流I 2不仅与Φm 有关，且还与转差率s （或转速n ）有关（因为222r sx arctg =ϕ），这也是市交流电动机转矩难以控制的原因所在。
为了获得与直流电动机相似的控制性能，矢量控制理论提出了坐标变换，即把交流电动机的定子电流I 1分解成磁场定向坐标的磁场单六分量I 1M 和与之相垂直的坐标转矩电流I 1T ，把固定坐标系与变换为旋转坐标系解耦后，交流量的控制即变为直流量的控制，就与直流电动机相同了。
矢量控制理论的提出只解决了交流传递控制理论上的问题，而要实现矢量控制技术，则需要复杂的模拟电子电路，其设计、制造和调试均很麻烦，直到有了全控制大功率快速电力电子器件和微机控制之后，可以用软件来实现矢量控制的算法，才使硬件电路规范化，从而降低了成本，提高了控制系统的可靠性。
继矢量控制技术发明之后，又相继提出了直接转矩控制、标量解耦控制等方法，均能达到良好的动态性能，这表面，交流调速系统完全可以与直流调速系统相抗衡、相媲美。
1.1.2 交流调速系统分类我们知道交流电机包括异步电机和同步电机两大类。
对交流异步电动机而言，其转速为：min)/)(1(60r s pf n -= （1-1） 从转速可以知道改变电动机的极对数p 、改变定子供电频率f 以及改变转差率s 都可达到调速的目的。
对同步电机而言，同步电机转速为：min)/(601r pf n = （1-2） 由于实际使用中同步电机的极对数p 固定，因此只有采用变压变频（VVVF ）调速，即通常说的变频调速。
交流调速系统分类如下：图1.1 变频调速系统的分类框图交流调速 异步电机调速 同步电机调速：变频调速 转差功率不变型调速系统 转差功率回馈型调速系统：串级调速系统 转差功率消耗型调速系统 电磁转差离合器调速系统 变电压调速系统 晶闸管串级调速系统 机械串级调速系统 电气串级调速系统 交-交变频器调速交-直-交变频器调速 变频调速 变极对数调速 绕线式异步电机转子串电阻调速系统 自控变频调速系统 他控变频调速系统上述调速系统中，变频调速系统的静、动态特性能与直流调速系统媲美，实际应用中最为广泛，也是最有发展前途调速系统。