变频器VF控制和矢量控制
变频器矢量控制
变频器的V/F控制与矢量控制U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。
但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。
另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。
因此人们又研究出矢量控制变频调速。
矢量控制(VC)方式矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流; It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。
其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制。
通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。
矢量控制方法的提出具有划时代的意义。
然而在实际应用中,由于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。
V/F控制与矢量都是恒转矩控制。
U/F相对转矩可能变化大一些。
而矢量是根据需要的转矩来调节的,相对不好控制一些。
对普通用途。
两者一样1、矢量控制方式——矢量控制,最简单的说,就是将交流电机调速通过一系列等效变换,等效成直流电机的调速特性,就这么简单,至于深入了解,那就得深入了解变频器的数学模型,电机学等学科。
转矩控制、矢量控制和VF控制解析
转矩控制、矢量控制和VF控制解析转矩控制、矢量控制和VF控制解析1.变转矩就是负载转矩随电机转速增大而增大，是非线性变化的，如风机水泵恒转矩就是负载转矩不随电机转速增大而增大，一般是相对于恒功率控制而言。
如皮带运输机提升机等机械负载2.VF控制就是变频器输出频率与输出电压比值为恒定值或正比。
例如：50HZ时输出电压为380V,25HZ时输出电压为190V即恒磁通控制；转矩不可控，系统只是一个以转速物理量做闭环的单闭环控制系统，他只能控制电机的转速根据电机原理可知，三相异步电机定子每相电动势的有效值：E1=4.44f1N1Φm式中：E1--定子每相由气隙磁通感应的电动势的有效值，V ；f1--定子频率，Hz；N1——定子每相绕组有效匝数；Φm-每极磁通量由式中可以看出，Φm的值由E1/f1决定，但由于E1难以直接控制，所以在电动势较高时，可忽略定子漏阻抗压降，而用定子相电压U1代替。
那么要保证Φm不变，只要U1/f1始终为一定值即可。
这是基频以下调时速的基本情况，为恒压频比（恒磁通）控制方式，属于恒转矩调速。
基准频率为恒转矩调速区的最高频率，基准频率所对应的电压为即为基准电压，是恒转矩调速区的最高电压，在基频以下调速时，电压会随频率而变化，但两者的比值不变。
在基频以上调速时，频率从基频向上可以调至上限频率值，但是由于电机定子不能超过电机额定电压，因此电压不再随频率变化，而保持基准电压值不变，这时电机主磁通必须随频率升高而减弱，转矩相应减小，功率基本保持不变，属于恒功率调速区。
3.矢量控制，把输出电流分励磁和转矩电流并分别控制，转矩可控，系统是一个以转矩做内环，转速做外环的双闭环控制系统。
它既可以控制电机的转速，也可以控制电机的扭矩。
矢量控制时的速度控制（ASR）通过操作转矩指令，使得速度指令和速度检出值（PG 的反馈或速度推定值）的偏差值为0。
带PG 的V/f 控制时的速度控制通过操作输出频率，使得速度指令和速度检出值（PG 的反馈或速度推定值）的偏差值为0。
变频器的电压频率控制与矢量控制
变频器的V/F控制与矢量控制U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。
但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。
另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。
因此人们又研究出矢量控制变频调速。
矢量控制（VC）方式矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1（Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。
其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。
通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。
矢量控制方法的提出具有划时代的意义。
然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。
V/F控制与矢量都是恒转矩控制。
U/F相对转矩可能变化大一些。
而矢量是根据需要的转矩来调节的，相对不好控制一些。
对普通用途。
两者一样1、矢量控制方式——矢量控制，最简单的说，就是将交流电机调速通过一系列等效变换，等效成直流电机的调速特性，就这么简单，至于深入了解，那就得深入了解变频器的数学模型，电机学等学科。
变频器矢量控制与VF控制
变频器矢量控制与VF控制矢量控制概念:矢量控制目的是设法将交流电机等效为直流电机，从而获得较高的调速性能。
矢量控制方法就是将交流三相异步电机定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，这样即可等效于直流电机。
矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
矢量控制理论模型如下图矢量控制特点:变频器矢量控制，按照是否需要转速反馈环节，一般分为无反馈矢量控制和有反馈矢量控制。
1、无反馈矢量控制。
无反馈矢量控制方式优点是:a)、使用方便，用户不需要增加任何附加器件。
b)、机械特性较硬。
机械特性由于V/F控制方式，且不会发生电机磁路饱和问题，调试方便(个人观点，请大家批评指正) 缺点是 :调速范围和动态响应能力不及有反馈控制方式;2、有反馈矢量控制方式。
有反馈矢量控制方式的主要优点是: a)、调速性能优于无反馈矢量控制方式及V/F控制。
缺点: 需要在电机上安装测速装置(大多为旋转编码器)，电机变频改造比较麻烦，成本也高。
故有反馈矢量控制一般应用场合为:a)、要求有较大调速范围的场合(如:具有铣、磨功能的龙门刨床) ; b)、对动态响应性能要求较高的场合 ;c)、对安全运行要求较高场合。
矢量控制的适用范围:a)、矢量控制只能用于一台变频器控制一台电机。
当一台变频器控制多台电机时，矢量控制无效;b)、电机容量与变频器要求配置的电机容量之间，最多只能相差一个档次。
(如:变频器要求配置电机容量为7.5KW，那么实际电机最小容量为5.5KW，对于3.7kw电机就不行了);c)、电机磁极数一般以2、4、6极为宜，极数较多时建议查阅变频器说明书;d)、力矩电机、深槽电机、双鼠笼电机等特殊电机不能用矢量控制功能。
//(个人观点，请大家批评指正)V/F控制:如果电机电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。
一分钟搞明白VF控制与矢量控制的区别
一分钟搞明白VF控制与矢量控制的区别1、什么是VF控制为了保证异步电机磁通和转矩不变，电机改变频率时，需维持电压V 和频率F 的比率近似不变，这种方式称为恒压频比（ VF）控制。
2、VF控制优点VF控制最大优点就是控制简单,通用性强,经济性好，对电机参数依赖不大，一般强调“空载电流”的大小。
3、VF控制缺点VF控制缺点就是动态响应速度较低。
4、什么是矢量控制矢量控制也叫磁场定向控制，其实质是在三相交流电的电压和频率控制的基础上，还加上了相位控制，这个相位反映的就是电机定子电流相对于转子的位置角。
5、VF与矢量控制区别交流电三要素：幅值、频率、相位。
VF 控制实际上控制的是三相交流电的电压幅值和频率。
相比VF控制，矢量控制最本质的区别就是加入了电压相位控制，即矢量控制是控制交流电幅值、频率、相位等三要素。
6、矢量控制如何克服VF控制缺点负载瞬态变化，例如负载突加时，电机转速受冲击会变慢，但是VF控制下，电机供电频率也就是同步速还是保持不变，这样异步电机会产生瞬时失步，从而引起转矩和转速振荡，经过一段时间后在一个更大转差下保持平衡。
这个瞬时过程中没有对相位进行控制，所以恢复过程较慢，而且电机转速会随负载变化，这就是所谓VF 控制精度不高和响应较慢的原因。
矢量控制一般把电流分解成转矩电流和励磁电流，转矩电流和励磁电流的比例就是由转子位置角度（也就是定子电压相位）决定的，这时转矩电流和励磁电流共同产生的转矩是最佳。
宏观上看，矢量控制和VF 控制的电压，电流，频率在电机稳定运行时相差不大，都是三相对称交流，基本上都满足压频比关系，只是在瞬态过程如突加、突减负载的情况下，矢量控制会随着速度的变化自动调整所加电压幅值、频率和相位，使这个瞬态过程更快恢复新平衡。
7、关于矢量控制其它说明矢量控制对电机参数的依赖很大，需要准确电机参数，在通用变频行业，必须对电机作参数辨识（自学习）。
矢量控制原理是：模仿直流电动机的控制原理,根据异步电动机的动态数学模型，利用一系列坐标变换把定子电流矢量分解为励磁分量和转矩分量，对电机的转矩电流分量和励磁分量分别进行控制,在转子磁场定向后实现磁场和转矩的解耦，从而达到控制异步电动机转矩的目的，使异步电机得到接近它励直流电机的控制性能。
变频器矢量控制与VF控制
矢量控制概念：矢量控制目的是设法将交流电机等效为直流电机，从而获得较高的调速性能。
矢量控制方法就是将交流三相异步电机定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流) 和产生转矩的电流分量(转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，这样即可等效于直流电机。
矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
矢量控制理论模型如下图矢量控制特点：变频器矢量控制，按照是否需要转速反馈环节，一般分为无反馈矢量控制和有反馈矢量控制。
1、无反馈矢量控制。
无反馈矢量控制方式优点是：a）、使用方便，用户不需要增加任何附加器件。
b）、机械特性较硬。
机械特性由于V/F控制方式，且不会发生电机磁路饱和问题，调试方便（个人观点，请大家批评指正）缺点是：调速范围和动态响应能力不及有反馈控制方式；2、有反馈矢量控制方式。
有反馈矢量控制方式的主要优点是： a）、调速性能优于无反馈矢量控制方式及V/F控制。
缺点：需要在电机上安装测速装置（大多为旋转编码器），电机变频改造比较麻烦，成本也高。
故有反馈矢量控制一般应用场合为：a）、要求有较大调速范围的场合（如：具有铣、磨功能的龙门刨床）； b）、对动态响应性能要求较高的场合；c）、对安全运行要求较高场合。
矢量控制的适用范围：a）、矢量控制只能用于一台变频器控制一台电机。
当一台变频器控制多台电机时，矢量控制无效；b）、电机容量与变频器要求配置的电机容量之间，最多只能相差一个档次。
（如：变频器要求配置电机容量为7.5KW，那么实际电机最小容量为5.5KW，对于3.7kw电机就不行了）；c）、电机磁极数一般以2、4、6极为宜，极数较多时建议查阅变频器说明书；d）、力矩电机、深槽电机、双鼠笼电机等特殊电机不能用矢量控制功能。
//（个人观点，请大家批评指正）V/F控制：如果电机电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。
VF控制模式与矢量控制模式时有什么区别
VF控制模式与矢量控制模式时有什么区别变频器支持以下四种控制模式：无/有PG VF控制模式，无/有PG矢量控制模式。
PG 是指旋转编码器。
这四种控制模式主要的技术指标如下表所示。
无PG VF控制有PG VF控制无PG矢量控制 有PG矢量控制调速范围 1：40 1：40 1：100 1：1000速度控制精度 ±2~3% ±0.03% ±0.2% ±0.02%起动转矩 3Hz时150% 3Hz时150% 1Hz时150% 0rpm时150%从上表可以看出，无/有PG主要影响速度控制精度；VF/矢量控制主要影响变频器的低频（3Hz以下）时的输出转矩。
无PG VF控制模式一般用于起动转矩不高，对速度精度没特别要求的场合，如风机、泵类负载类型等等。
有PG VF控制模式一般用于对转矩要求不高，对稳态速度精度有一定的要求的场合。
这种控制方式对编码器的要求比较低，只需要有单相输出的编码器，所以成本较低。
但由于编码器价格本身不高，并且绝大多数编码器均有A/B相输出，所以基本上很少使用有PG VF 控制模式，而直接使用有PG矢量控制模式，提高了系统的动态响应性能。
无PG矢量控制模式由于不需要编码器，使用时简单快捷方便，控制性能又能满足大多数应用场合，所以现在大多数场合都使用该控制方式。
事实上，无PG矢量控制模式时，变频器通过检测输出电流及电压，并经矢量变换，可以检测出电机的磁场相位，进而间接获得电机的转速，所以能获得很高的低频起动转矩及动态力矩响应，基本适合所有的负载类型。
如：轧钢机械、印刷机械、纺织印染设备、起重设备等等。
无PG矢量控制在矢量变换时需要准确的电机参数，因此，在运行前需要通过自学习获得电机的参数。
有PG矢量控制模式，能获得更高的速度控制精度及更快的动态力矩响应性能，一般应用于需要精确控制速度或力矩的同步控制场合，也应用于需要电机的运转速度脉冲反馈的场合，如电梯的控制，通过获得反馈脉冲，可以精确控制电梯的平层位置。
变频器矢量控制与VF控制区别
变频器矢量控制与VF控制区别一、V/F控制方式变频器采用V/F控制方式时，对电机参数依赖不大，一般强调“空载电流”的大小。
由于我们采用矢量化的V/F控制方式，故做电机参数静止自整定还是有必要的。
不同功率段的变频器，自学习后的空载电流占额定电流大小百分比也是不同的。
一般有如下百分比数据：5.5kW~15 kW,空载电流P9.05的值为30%~50%的电机额定电流；3.7 kW及以下的，空载电流P9.05的值为50%左右的电机额定电流；特殊情况时，0.4 kW、0.75 kW、1.5 kW，空载电流P9.05的值为70%~80%的电机额定电流；有的0.75 kW功率段，参数自整定后空载电流为电机额定电流的90%。
空载电流很大，励磁也越大。
何为矢量化的V/F控制方式，就是在V/F控制时也将输入电流量进行解耦控制，使控制更加精确。
变频器输出电流包括两个值：空载电流和力矩电流，输出电流I的值为空栽电流Im和力矩电流It平方和后开2次方。
故空载电流是影响变频器输出电流的主要因素之一。
V/F控制时输出电压与运行频率之比为一定值：即U/F=K（K为常数），P0.12=最大输出电压U，P0.15=基频F。
上图中有个公式，描述转矩、转速、功率之间的关系。
变频器在基频以下运行时，随着速度增快，可以输出恒定的转矩，速度增大不会影响转矩的输出；变频器在基频以上运行时，只能保证输出额定的功率，随着转速增大，变频器不能很好的输出足够大的力；有时候变频器速度更快，高速运行时，处于弱磁区，我们必须设置相应的参数，以便让变频器适应弱磁环境。
速度与出力，高速或者低速时，两者不可兼得，这里有个数据概念：调速范围，指满足额定转矩出力的最低频率与最高频率的比值。
以前一般的VF 控制方式调试范围为1：20~1：40，我司产品V/F控制调速范围可以达到1：100，能够满足更多范围的行业应用。
在开环矢量时可以达到1：200，闭环矢量时达到1：1000，接近伺服的性能。
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目前国内使用变频器的主要目的就是节能和调速，所以针对不同的使用要求，也就出现了控制功能不同的变频器：常规V/F控制变频器和矢量控制变频器。
常规V/F控制，电机的电压降会随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足而使电机不能获得足够的转矩（特别是在低频率时）。
也就是说常规V/F控制变频器在低频率时无法满足电机额定转矩的输出。
另外，在V/F控制中，用户根据负载情况预先设定一种u/f曲线，变频器在工作时就根据输出频率的变化，按照曲线特性调整其输出电压，也就是说V/F控制是使变频器按照事先安排好的补偿程度工作，不能随负载的变化而改变。
但是在以节能为目的和对速度控制精度要求不高的场合V/F控制变频器以其优越的性价比而得到广泛的应用。
矢量控制变频器的基本原理是，通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。
具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流) 和产
生转矩的电流分量(转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。
由于矢量控制可以使得变频器根据频率和负载情况实时的改变输出频率和电压，因此其动态性能相对完善。
可以对转矩进行精确控制；系统响应快；调速范围广；加减速性能好等特点。
在对转矩控制要求高的场合，以其优越的控制性能受到用户的赞赏。
现在许多新型的通用型变频器也具备了矢量控制功能，只是在参数设定时要求输入完整的电机参数。
因为矢量控制是以电机的参数为依据，因此完整的电机参数就显得尤其重要，以便变频器能有效的识别电机，很好的对电机进行控制。