變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。如今，交流變頻調(diào)速逐漸成為電氣傳動的主流，主要用于控制異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，此技術(shù)的應(yīng)用不僅擴(kuò)大了電動機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍，使電動機(jī)轉(zhuǎn)速能夠從零速到高于額定轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)變化，而且具有動態(tài)響應(yīng)快速、工作效率高、輸出特性好、使用方便等直流調(diào)速技術(shù)無可比擬的良好特性。本文主要介紹變頻器控制方式，讓大家對變頻器控制技術(shù)發(fā)展變化有一個(gè)比較全面的認(rèn)識，在實(shí)際生產(chǎn)生活中，結(jié)合生產(chǎn)需求，選擇最合適的變頻器產(chǎn)品。

1ｖ/ｆ控制

　　變頻器的v/f控制是通過調(diào)整變頻器的輸出電壓和輸出頻率之比，來改變電機(jī)在調(diào)速過程中機(jī)械特性的控制方式，是變頻器最基本的控制方式。一般變頻器有正比型、起動轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償型和遞減型三種曲線。通常大多數(shù)選擇正比型曲線，這種輸出型曲線適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載；起動轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償曲線將輸出電壓v0相對于恒定轉(zhuǎn)矩v/f曲線作適當(dāng)提高，以補(bǔ)償定子在低頻時(shí)定子電阻引起的壓降，提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，適應(yīng)大起動轉(zhuǎn)矩需求的調(diào)速對象；遞減型曲線，適合風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載，這類負(fù)載工作轉(zhuǎn)速降低時(shí)，轉(zhuǎn)矩以平方關(guān)系降低。
　　這種控制方式在低頻時(shí)，由于輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。另外，其機(jī)械特性終究沒有直流電動機(jī)硬，動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意。

2矢量控制

　　矢量控制是基于理論上認(rèn)為：異步電動機(jī)與直流電動機(jī)具有相同的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機(jī)理。矢量控制方式就是將定子電流分解成規(guī)定的磁場電流和轉(zhuǎn)矩電流，分別進(jìn)行控制，同時(shí)將兩者合成后的定子電流輸出給電動機(jī)。因此，從原理上可得到與直流電動機(jī)相同的控制性能。采用轉(zhuǎn)矩矢量控制功能，電動機(jī)在各種運(yùn)行條件下都能輸出最大轉(zhuǎn)矩，尤其是電動機(jī)在低速運(yùn)行區(qū)域?，F(xiàn)在的變頻器幾乎都采用無反饋矢量控制，由于變頻器能根據(jù)負(fù)載電流大小和相位進(jìn)行轉(zhuǎn)差補(bǔ)償，使電動機(jī)具有很硬的力學(xué)特性，對于多數(shù)場合已能滿足要求，不需在變頻器的外部設(shè)置速度反饋電路。相比于常規(guī)的v/f控制方式，變頻器矢量控制響應(yīng)速度快、控制靈活、精度高。但是，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測，系統(tǒng)特性受電動機(jī)參數(shù)的影響較大，且在等效直流電動機(jī)控制過程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜，使得實(shí)際的控制效果難以達(dá)到理想分析的結(jié)果。

3直接轉(zhuǎn)矩控制

　　直接轉(zhuǎn)矩控制是以轉(zhuǎn)矩為中心來進(jìn)行綜合控制，不僅控制轉(zhuǎn)矩，也用于磁鏈量的控制和磁鏈自控制。直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制的區(qū)別是，它不是通過控制電流、磁鏈等量間接控制轉(zhuǎn)矩，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控量控制，其實(shí)質(zhì)是用空間矢量的分析方法，以定子磁場定向方式，對定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行直接控制的。它不需要將交流電動機(jī)等效為直流電動機(jī)，因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計(jì)算；它不需要模仿直流電動機(jī)的控制，也不需要為解耦而簡化交流電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型。它直接在電機(jī)定子坐標(biāo)上計(jì)算磁鏈的模和轉(zhuǎn)矩的大小，并通過磁鏈和轉(zhuǎn)矩的直接跟蹤實(shí)現(xiàn)PWM脈寬調(diào)制和系統(tǒng)的高動態(tài)性能。

4矩陣式交－交控制

　　變頻器v/f控制、變頻器矢量控制、變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點(diǎn)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，產(chǎn)生的電能又不能反饋回電網(wǎng)（不能進(jìn)行四象限運(yùn)行）。矩陣式交—交控制技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用使得這些問題迎刃而解。由于矩陣式交—交控制省去了中間直流變換環(huán)節(jié)，從而省去了體積大且昻貴的電解電容。它能實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)為1，輸入電流為正弦且能四象限運(yùn)行，系統(tǒng)的功率密度大。矩陣式交—交控制實(shí)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(shí)現(xiàn)的。
　　矩陣式交—交變頻具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，高速度精度以及高轉(zhuǎn)矩精度；同時(shí)還具有較高的起動轉(zhuǎn)矩，尤其在低速時(shí)(包括0速度時(shí))，可輸出150%～200%轉(zhuǎn)矩。

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