调速技术的发展

    我们知道，几乎所有的生产机械在传动时都需要调速。调速传动在最初以蒸汽源为主时，只能采用低效的蒸汽式机械调速传动（如图1-1所示）。当内燃机发明后，调速传动的工作效率也仍然很低。

    自从电出现后，因为具有输送容易、使用方便、维修简单、效率高等特点，电气调速传动便得到迅速的发展。

    其中，直流电动机拖动和交流电动机拖动先后诞生于19世纪，距今已有100多年的历史，并已成为动力机械的主要驱动装置。由于结构和技术上的原因，在很长一段时期内，不变速拖动系统约80%采用的是交流电动机，但是在需要调速控制的系统中基本上采用的都是直流电动机。由于直流电动机存在维护保养困难、寿命短等缺点（其结构如图1-2所示），一直以来，人们希望在很多场合下能够用可调的交流电动机来代替直流电动机。

    图1-1     蒸汽机模型

    图1-2     直流电动机结构示意图

    然而，要实现对交流电动机的高性能调速远比直流电动机调速困难得多。从20世纪30年代开始，人们就致力于交流调速技术的研究。器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展，自20世纪60年代以后，特别是70年代以来，随着新型自关断电力电子器件、智能功率集成电路的问世，以及现代控制理论的发展和计算机技术的应用，新的控制策略不断涌现，交流调速技术得到了迅猛发展。

    最近十多年来发展起来的交流电动机新型变频调速装置，具有调速精度高、响应快、保护功能完善、过载能力强、节能显著、智能化高、易于实现复杂控制等优点，广泛应用在冶金、机械、电气、纺织、食品等行业中。交流变频调速正以其显著的节电效果、优良的调速性能以及广泛的适用性逐步取代直流调速的地位，成为电气传动领域发展的主流方向。