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　1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授*提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足，并以新颖的控制思想、简洁明了的结构、优良的动静态性能了迅速发展。目前，该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。 直接转矩控制直接在定子坐标系析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机，因而省去了矢量变换中的许多复杂计算；它不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。

　　矩阵式交—交控制

　　VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低，谐波电流大，直流电路需要大的储能电容，再生能量又不能反馈回电网，即不能进行四象限运行。为此，矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节，从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l，输入电流为正弦且能四象限运行，的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟，但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体是：

　　——控制定子磁链引入定子磁链观测器，实现无速度传感器；

　　——自动识别(ID)依靠的电机数学模型，对电机参数自动识别；

　　——算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制；

　　——实现Band—Band控制按磁链和转矩的Band—Band控制产生PWM，对逆变器开关状态进行控制。

　　矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应(<2ms)，很高的速度精度(±2％，无PG反馈)，高转矩精度(<＋3％)；同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度，尤其在低速时(包括0速度时)，可输出150％～200％转矩

　　配置机架和扩展机架

　　机架中带有CPU模块，通过接口模块可以进行机架的扩展，扩展机架上不能CPU模块。根据不同的扩展接口，有的扩展机架上带有通信总线可以通信模块CP及功能模块FM，不带有通信总线的扩展机架上只能I/O模块(支持IO总线的CP、FM除外)。

　　3.2.1配置S7-300 PLC机架

　　配置S7-300机架，必须遵循以下规则：

　　1. 1号槽只能放置电源模块，由于电源模块不带有背板总线接口，可以不进行硬件配置。

　　2. 2号槽只能放置CPU模块，不能为空。

　　3. 3号槽只能放置接口模块，如果一个S7-300 PLC站只有主机架，而没有扩展机架，则 主机架不需要配置接口模块，但是3号槽必须预留（实际的硬件排列仍然是连续的）。

　　4. 由于机架不带有源背板总线，相邻模块间不能有空槽位。

　　数字模块SIM 374 IN/OUT 16专用于实验使用，不能连接实际的输入、输出设备，在硬件目录里并不存在。因此在配置该模块时，应该添加需要的模块，如6ES7 323-1BH01-0AA0，而不是该模块本身。

　　6．4-11号槽可放置多8个模块、功能模块或通信处理器，与模块的宽窄无关。如 果需要配置更多的模块则需要进行机架扩展或者使用分布式IO。

　　使用TIA博途进行硬件配置的与硬件实际安装相同，在项目中一个新设备选择"SIMATIC S7-300"，这里选择CPU315-2PN/DP，然后选择设备视图进入硬件配置界面。此时，CPU和机架已经出现在设备视图中。在硬件目录中，使用鼠标双击或拖拽的添加模块到机架上，配置的机架中带有11个槽位，按实际需求及配置规则将硬件分别到相应的槽位中，如图3-3所示。硬件组态遵循所见即所得的原则，当用户在计算机组态界面中将视图放大后，可以发现此界面与实物基本相同。注意硬件配置中没有3号槽，该槽被自动隐藏，可以2号槽和4号槽之间的 ，隐藏和打开3号槽。工具栏上的

　　按钮，用于显示模块的标签，包括导轨以及模块的名称。

　　图 3-3 S7-300 PLC模块

　　由于与早期的STEP7组态有所不同，在早期的STEP7项目组态中，在添加一个站点的硬件组态中可以添加机架、电源、CPU等，而在TIA博途中添加一个站点时首先需要选择CPU，因此机架将自动添加到设备中，此时也可以更改CPU类型，如图3-3所示，在2号槽可以对选择的CPU进行替换，先选择需要的槽号，再双击选择的CPU或使用鼠标将选择的CPU拖放到相应的槽位中。在添加CPU时，需要注意CPU的型号和固件版本都要与实际硬件一致，一般情况下，添加CPU的固件版本都是的，可以在硬件目录选择相应的CPU，在设备信息中更改组态CPU的固件版本，如图3-4所示。其他模块例如功能模块、通信处理器等，同样需要注意模块的型号和固件版本，更改组态的固件版本与CPU的相同。

　　图 3-4 修改CPU固件版本