3、 脉冲宽度调制(PWM)技术的发展

脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)技术一直以来都是变频控制的核心技术之一，也是电压型逆变器的最主要控制方式，得到了人们的广泛关注和深入研究。PWM控制技术是利用功率开关器件的导通和关断把直流电压变成电压脉冲序列，并通过控制电压脉冲宽度或周期以达到变压、变频并有效地控制和消除谐波的目的[11]。1964 年德国的 A.Schonung 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应用于变频调速中为交流调速技术的发展和实用化开辟了新的道路[12]。历经这么多年的实践和提高，PWM技术在交流变频调速中早已走向成熟。目前，PWM控制技术种类很多，可以概括为四种：电流控制PWM、等脉宽PWM、正弦波 PWM和空间电压矢量PWM (Space Vector PWM，简称SVPWM)。

4、 交流变频调速的现况

70年代以来，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，为交流电机拖动系统的发展创造了有利条件，促进了各种类型的交流电机调速系统的发展[13]。八十年代，变频调速己经产品化，性能不断提高，发挥了交流调速的优越性，广泛应用在各工业部门，并且部分取代了直流调速[14]。经过短短十年时间，其已能够全面取代直流调速。当前交流调速技术研究和讨论的热点是变频器矢量控制和直接转矩控制技术，二者都是在交流异步电动机高性能变频调速装置中得到广泛应用的两种控制方案，并且都已经普遍应用到实际的变频器产品中[15]。

1971年，德国学者F.Blaschke提出了矢量控制(VC)思想[16]。日本学者Yamammra、Nabae等人借鉴了矢量控制的思想和方法，应用稳态转差频率得出转子磁场的位置，提出了转差矢量控制方法[17]。磁场定向的VC理论研究于80年代成形，而且能够产出成品。90年代R.K.Joenen提出无速度矢量控制（Speed Vector Control，简称SVC）系统，Dida A H等人[18]基于机器的数学模型提出两种类型的速度估计器。本世纪SVC技术得到迅速的成长。我国在变频调速和矢量控制领域的研究相对较晚，1982年和1983年出现了 一些相关的学术论文，分别由湖南大学卢骥教授和四川大学刘竞成教授发表[19]。但鉴于当时的技术水平和工业基础，VC发展并不迅速。我国学者近年来对矢量控制的研究也逐渐深入，主要集中在无速度传感器和电机参数辨识方面，但许多工作仅限于计算机仿真，而对矢量控制系统在大功率场合的应用以及实际控制系统的研制方面研究较少[20]。

1985年，德国学者M.Depenbrock提出了直接转矩控制(Direct Torque Control，简称DTC)理论[21]。不久，日本学者I.Takahashi也发表了相似的理论。1987年DTC被用于弱磁调速。M.德潘布洛克等人[22]提出一种新的直接自控制，采用双位控制获得一种非常简单而鲁棒的信号处理方案。王继忠[23]介绍了基于滞环——开关表DTC(ST—DTC)，基于固定开关频率的SVPWM控制的DTC，引入先进控制理论的DTC。Ramesh T等人[24]提出了使用PI和模糊逻辑控制器（FLC）对速度调节器（SR）和低转矩纹波的三相感应电动机驱动器（IMD）的直接通量和转矩控制（DTC）。Azcue-Puma J L等人[25]提出了一种基于模糊逻辑的控制器（TS-FLB）应用于定子——磁通定向直接转矩控制（SFO-DTC）方案。德国、日本、美国等都在竟相发展该项技术，向工业生产应用推出全数字化最优直接转矩控制的异步电机变频调速装置[26]。我国也不甘落后，在这方面研究投入许多，也发表了不少文章，但是产品实践化和其性能跟国外产品存在一定差距。