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矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向變換，等效成同步坐標系下的直流電流Im1、It1(Im1相當于直流電動機的勵磁電流；It1相當于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流)，然后模仿直流電動機的控制，求得直流電動機的控制量，經(jīng)過相應的坐標反變換，實現(xiàn)對異步電動機的控制。其實質(zhì)是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度，磁場兩個分量進行控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量，經(jīng)坐標變換，實現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制的提出具有劃時代的意義。然而在實際應用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準確觀測，特性受電動機參數(shù)的影響較大，且在等效直流電動機控制中所用矢量變換較復雜，使得實際的控制效果難以達到分析的結果。

　　直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)

　　1985年，德國魯爾大學的DePenbrock教授*提出了直接轉(zhuǎn)矩控制變頻技術。該技術在很大程度上解決了上述矢量控制的不足，并以新穎的控制思想、簡潔明了的結構、優(yōu)良的動靜態(tài)性能了迅速發(fā)展。目前，該技術已成功地應用在電力機車牽引的大功率交流傳動上。 直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標系析交流電動機的數(shù)學模型，控制電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。它不需要將交流電動機等效為直流電動機，因而省去了矢量變換中的許多復雜計算；它不需要模仿直流電動機的控制，也不需要為解耦而簡化交流電動機的數(shù)學模型。

　　矩陣式交—交控制

　　VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大，直流電路需要大的儲能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng)，即不能進行四象限運行。為此，矩陣式交—交變頻應運而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價格貴的電解電容。它能實現(xiàn)功率因數(shù)為l，輸入電流為正弦且能四象限運行，的功率密度大。該技術目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學者深入研究。其實質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來實現(xiàn)的。具體是：

　　——控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測器，實現(xiàn)無速度傳感器；

　　——自動識別(ID)依靠的電機數(shù)學模型，對電機參數(shù)自動識別；

　　——算出實際值對應定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實際的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進行實時控制；

　　——實現(xiàn)Band—Band控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的Band—Band控制產(chǎn)生PWM，對逆變器開關狀態(tài)進行控制。

　　矩陣式交—交變頻具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(<2ms)，很高的速度精度(±2％，無PG反饋)，高轉(zhuǎn)矩精度(<＋3％)；同時還具有較高的起動轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時(包括0速度時)，可輸出150％～200％轉(zhuǎn)矩

　　配置機架和擴展機架

　　機架中帶有CPU模塊，通過接口模塊可以進行機架的擴展，擴展機架上不能CPU模塊。根據(jù)不同的擴展接口，有的擴展機架上帶有通信總線可以通信模塊CP及功能模塊FM，不帶有通信總線的擴展機架上只能I/O模塊(支持IO總線的CP、FM除外)。

　　3.2.1配置S7-300 PLC機架

　　配置S7-300機架，必須遵循以下規(guī)則：

　　1. 1號槽只能放置電源模塊，由于電源模塊不帶有背板總線接口，可以不進行硬件配置。

　　2. 2號槽只能放置CPU模塊，不能為空。

　　3. 3號槽只能放置接口模塊，如果一個S7-300 PLC站只有主機架，而沒有擴展機架，則 主機架不需要配置接口模塊，但是3號槽必須預留（實際的硬件排列仍然是連續(xù)的）。

　　4. 由于機架不帶有源背板總線，相鄰模塊間不能有空槽位。

　　數(shù)字模塊SIM 374 IN/OUT 16專用于實驗使用，不能連接實際的輸入、輸出設備，在硬件目錄里并不存在。因此在配置該模塊時，應該添加需要的模塊，如6ES7 323-1BH01-0AA0，而不是該模塊本身。

　　6．4-11號槽可放置多8個模塊、功能模塊或通信處理器，與模塊的寬窄無關。如 果需要配置更多的模塊則需要進行機架擴展或者使用分布式IO。

　　使用TIA博途進行硬件配置的與硬件實際安裝相同，在項目中一個新設備選擇"SIMATIC S7-300"，這里選擇CPU315-2PN/DP，然后選擇設備視圖進入硬件配置界面。此時，CPU和機架已經(jīng)出現(xiàn)在設備視圖中。在硬件目錄中，使用鼠標雙擊或拖拽的添加模塊到機架上，配置的機架中帶有11個槽位，按實際需求及配置規(guī)則將硬件分別到相應的槽位中，如圖3-3所示。硬件組態(tài)遵循所見即所得的原則，當用戶在計算機組態(tài)界面中將視圖放大后，可以發(fā)現(xiàn)此界面與實物基本相同。注意硬件配置中沒有3號槽，該槽被自動隱藏，可以2號槽和4號槽之間的 ，隱藏和打開3號槽。工具欄上的

　　按鈕，用于顯示模塊的標簽，包括導軌以及模塊的名稱。

　　圖 3-3 S7-300 PLC模塊

　　由于與早期的STEP7組態(tài)有所不同，在早期的STEP7項目組態(tài)中，在添加一個站點的硬件組態(tài)中可以添加機架、電源、CPU等，而在TIA博途中添加一個站點時首先需要選擇CPU，因此機架將自動添加到設備中，此時也可以更改CPU類型，如圖3-3所示，在2號槽可以對選擇的CPU進行替換，先選擇需要的槽號，再雙擊選擇的CPU或使用鼠標將選擇的CPU拖放到相應的槽位中。在添加CPU時，需要注意CPU的型號和固件版本都要與實際硬件一致，一般情況下，添加CPU的固件版本都是的，可以在硬件目錄選擇相應的CPU，在設備信息中更改組態(tài)CPU的固件版本，如圖3-4所示。其他模塊例如功能模塊、通信處理器等，同樣需要注意模塊的型號和固件版本，更改組態(tài)的固件版本與CPU的相同。