变频器控制方式
变频器的工作原理与控制方式
变频器的工作原理与控制方式变频器（Variable Frequency Drive，缩写为VFD），又称为交流调速器（AC Drive），是一种用于调节交流电机转速的电子装置。
它通过改变输入电压的频率和幅值来控制电机的转速。
变频器工作原理主要涉及开关技术、PWM调制技术、电机驱动理论等方面内容，下面将详细介绍。
一、变频器的工作原理1.开关技术变频器利用开关电子器件（如晶体管、IGBT等）来实现对输入电源的开关控制。
通过不断开关电路，形成等效于几十千赫兹至几千千赫兹的高频方波，从而形成理想的正弦波输出。
2.PWM调制技术PWM（Pulse Width Modulation）调制技术是指通过改变开关装置的导通时间和关断时间，以一定占空比形式控制开关管工作的方式。
在变频器中，PWM技术可以实现加减压、变频和控制电机的转速。
3.电机驱动理论变频器通过改变输入电压的频率和幅值来调节电机的转速。
在工作过程中，通过改变开关器件导通时间和关断时间，将输入电压的频率调节到所需的频率范围，实现对电机转速的精准控制。
二、变频器的控制方式1.V/f控制方式V/f控制方式（Voltage/frequency ratio control）是一种常用的变频器控制方式。
它通过传感器检测电机当前的转速，并根据转速信号和预设的转速曲线进行比较，计算所需输出频率，并根据预设的V/f比值进行控制，实现对电机速度的调节。
2.向量控制方式向量控制方式（Vector Control）又称矢量控制方式，是一种高性能的变频器控制方式。
它通过传感器检测电机当前的转速、转矩和位置等信息，并根据这些信息进行精确计算和控制，实现对电机速度、转矩和位置等的准确控制。
3.矢量控制方式矢量控制方式（Direct Torque Control，缩写为DTC）是一种高性能的变频器控制方式。
它通过传感器检测电机当前的转速、转矩等信息，并根据转速、转矩的变化率进行预测和计算，在每个采样周期内调节电机的转速和转矩，实现对电机的精确控制。
变频器的控制方式
变频器的控制方式1 引言我们通常意义上讲的低压变频器，其输出电压一般为220～650v、输出功率为0.2～400kw、工作频率为0～800hz左右，变频器的主电路采用交－直－交电路。
根据不同的变频控制理论，其模式主要有以下三种:（1）v/f=c的正弦脉宽调制模式（2）矢量控制（vc）模式（3）直接转矩控制（dtc）模式针对以上三种控制模式理论，可以发展为几种不同的变频器控制方式，即v/f控制方式（包括开环v/f控制和闭环v/f控制）、无速度传感器矢量控制方式（矢量控制vc的一种）、闭环矢量控制方式（即有速度传感器矢量控制vc 的一种）、转矩控制方式（矢量控制vc或直接转矩控制dtc）等。
这些控制方式在变频器通电运行前必须首先设置。
2 v/f控制方式2.1 基本概念我们知道，变频器v/f控制的基本思想是u/f=c，因此定义在频率为fx时，ux的表达式为ux/fx=c，其中c为常数，就是“压频比系数”。
图1中所示就是变频器的基本运行v/f曲线。
由图1可以看出，当电动机的运行频率高于一定值时，变频器的输出电压不再能随频率的上升而上升，我们就将该特定值称之为基本运行频率，用fb 表示。
也就是说，基本运行频率是指变频器输出最高电压时对应的最小频率。
在通常情况下，基本运行频率是电动机的额定频率，如电动机铭牌上标识的50hz或 60hz。
同时与基本运行频率对应的变频器输出电压称之为最大输出电压，用vmax表示。
当电动机的运行频率超过基本运行频率fb后，u/f不再是一个常数，而是随着输出频率的上升而减少，电动机磁通也因此减少，变成“弱磁调速”状态。
基本运行频率是决定变频器的逆变波形占空比的一个设置参数，当设定该值后，变频器cpu将基本运行频率值和运行频率进行运算后，调整变频器输出波形的占空比来达到调整输出电压的目的。
因此，在一般情况下，不要随意改变基本运行频率的参数设置，如确有必要，一定要根据电动机的参数特性来适当设值，否则，容易造成变频器过热、过流等现象。
变频器常用的几种控制方式
变频器常用的几种控制方式Prepared on 22 November 2020变频器常用的几种控制方式变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向，而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外，对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。
本文从工业实际出发，综述了近年来各种变频器控制方式的特点，并展望了今后的发展方向。
1、变频器简介变频器的基本结构变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。
对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU 以及一些相应的电路。
变频器的分类变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM 控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。
2、变频器中常用的控制方式非智能控制方式在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。
(1) V/f控制V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。
V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高的控制性能，而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。
(2) 转差频率控制转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它是在V/f控制的基础上，按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率，就可以使电动机具有对应的输出转矩。
变频器的四种控制方式详解
变频器的四种控制方式详解一、V/f恒定控制：V/f控制是在改变电动机电源频率的同时改变电动机电源的电压，使电动机磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的效率，功率因数不下降。
因为是控制电压(Voltage)与频率(Frequency)之比，称为V/f控制。
恒定V/f控制存在的主要问题是低速性能较差，转速极低时，电磁转矩无法克服较大的静摩擦力，不能恰当的调整电动机的转矩补偿和适应负载转矩的变化; 其次是无法准确的控制电动机的实际转速。
由于恒V/f变频器是转速开环控制，由异步电动机的机械特性图可知，设定值为定子频率也就是理想空载转速，而电动机的实际转速由转差率所决定，所以V/f恒定控制方式存在的稳定误差不能控制，故无法准确控制电动机的实际转速。
二、转差频率控制：转差频率是施加于电动机的交流电源频率与电动机速度的差频率。
根据异步电动机稳定数学模型可知，当频率一定时，异步电动机的电磁转矩正比于转差率，机械特性为直线。
转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。
转差频率控制需要检出电动机的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。
与V/f控制相比，其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。
另外，它有速度调节器，利用速度反馈构成闭环控制，速度的静态误差小。
然而要达到自动控制系统稳态控制，还达不到良好的动态性能。
三、矢量控制矢量控制，也称磁场定向控制它是70年代初由西德F.Blasschke等人首先提出，以直流电机和交流电机比较的方法阐述了这一原理。
由此开创了交流电动机和等效直流电动机的先河。
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交流电流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Ia1、Ib1，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相当于直流电动机的电枢电流)，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。
变频器的控制方法
变频器的控制方法变频器是一种能够控制交流电动机转速的设备，通常用于工业生产中的电机调速和节能控制。
它通过改变电机输入的电压和频率，使电机达到所需的转速。
变频器的控制方法有多种，下面将详细介绍几种常见的控制方法。
1. 简单开关控制方法简单开关控制方法是变频器最基本的控制方式，通过控制电机的开/关状态来实现转速控制。
这种方法的控制精度较低，转速调节范围也较有限，适用于一些对转速要求不高的应用。
2. 转矩控制方法转矩控制方法是通过调节变频器输出的电压和频率来实现对电机输出转矩的控制。
通过改变电压和频率的比例关系，可以实现电机的恒转矩调速。
这种控制方法适用于一些需要保持恒定转矩的场合，如起重机械、卷取机等。
3. PI控制方法PI控制方法是一种闭环控制方法，它通过测量电机的输出转速与期望转速之间的差异，并根据差异调整变频器的输出电压和频率来控制转速。
这种控制方法具有较高的控制精度和适应性，可以根据实际情况进行参数调整，实现稳定的转速控制。
4. 矢量控制方法矢量控制方法是一种高级的闭环控制方法，它可以实现更精确的转速控制和较高的转矩响应。
矢量控制方法通过对电机的电流、电压和转速进行测量和计算，并根据计算结果调整变频器的输出，使电机能够精确地跟随给定的转速和转矩变化。
5. 力矩控制方法力矩控制方法是一种特殊的转矩控制方法，它可以根据负载的力矩需求来调整电机输出的转矩。
通过测量负载的力矩大小，并根据力矩与转速的关系进行计算和控制，可以实现对电机输出的力矩进行精确的控制。
综上所述，变频器的控制方法有简单开关控制、转矩控制、PI控制、矢量控制和力矩控制等多种方式。
不同的控制方法适用于不同的应用场合，可以根据实际需求选择最合适的控制方式。
随着技术的不断进步和应用领域的扩大，变频器的控制方法也在不断发展和创新，为工业生产提供更加高效和可靠的电机控制解决方案。
变频器操作方法有几种
变频器操作方法有几种
变频器是一种调节电力频率的设备，可用于控制交流电动机的转速、提供稳定的电源频率等。
根据操作方法的不同，变频器的操作可以分为以下几种方式：
1. 手动操作：通过手动控制开关、旋钮、按钮等来调节变频器的输出频率和其他参数。
这种操作方式主要适用于较简单的应用场景，对变频器的参数进行简单的调整。
2. 自动操作：通过自动化控制系统，实时监测相关参数，自动调节变频器的输出频率和相关参数，以实现对电机或设备的精确控制。
这种操作方式主要适用于需要精确控制和自动化管理的场景。
3. 远程操作：通过远程控制设备，通过网络或无线信号等方式，远程操作调节变频器的输出频率和相关参数。
这种操作方式主要适用于需要从远程地点对设备进行控制和管理的场景。
总的来说，变频器的操作方法可以根据具体应用场景的要求选择合适的方式，手动操作适用于简单的场景，自动操作适用于需要精确控制和自动化管理的场景，远程操作适用于需要远程控制和管理的场景。
变频器控制电机转速的方法
变频器控制电机转速的方法变频器是一种能够实现电机转速控制的设备，它通过改变电机的输入电压和频率来调整电机的转速。
在工业领域中，变频器广泛应用于电机的转速控制，能够提高电机的运行效率和稳定性。
下面将详细介绍变频器控制电机转速的方法。
1.基本原理变频器是一种电力变换设备，它能够将电网络提供的固定频率的交流电转换为可调频率的交流电，并通过改变输入电压的幅值和频率来调整电机的转速。
其基本原理是通过控制变频器中的功率电子元器件开关管的通断来改变交流电的电压和频率。
通过调整开关管的通断频率和占空比来实现输出电压和频率的可调范围，从而控制电机的转速。
2.控制方式（1）开环控制：开环控制是指变频器通过设置一定的输出电压和频率来控制电机的转速，但无法实时检测电机的转速。
在开环控制下，变频器根据预设的电压和频率输出设定的电信号，控制电机的转速。
这种控制方式适用于转速要求相对不高的应用。
（2）闭环控制：闭环控制是指变频器通过搭载转速传感器来实时检测电机的转速，并根据检测到的转速信号与预设的设定值进行比较，从而调整变频器的输出信号来实现精确的转速控制。
闭环控制能够准确掌握电机的真实转速，适用于对转速要求较高的应用。
3.控制策略（1）V/F控制：V/F控制是一种基本的变频器控制策略，它通过改变变频器的输出电压和频率来控制电机的转速。
V/F控制通常是在开环控制下进行的，变频器根据预设的电压和频率输出相应的电信号，控制电机的转速。
V/F控制适用于一些负载特性要求不高的应用。
（2）矢量控制：矢量控制是一种高级的变频器控制策略，它通过在开环或闭环控制下，综合考虑电压、频率和电流等因素，实现对电机转速的精确控制。
矢量控制能够从电机转矩和力矩平衡的角度来控制电机的转速和转矩，适用于对转速和转矩精度要求较高的应用。
（3）无传感器控制：无传感器控制是一种不需要安装转速传感器的控制策略，它通过变频器内部的算法实现对电机转速的检测和控制。
无传感器控制可以减少设备的安装和维护成本，适用于一些对转速要求较高但无法安装传感器的特殊应用。
变频器的控制方式及合理选用
变频器的控制方式及合理选用1.变频器的控制方式低压通用变频器输出电压在380~650V，输出功率在0.75~400KW，工作频率在0~400HZ，它的主电路都采用交-直-交电路。
其控制方式经历以下四代。
（1）第一代以U/f=C，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，但系统性能不高、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。
（2）第二代以电压空间矢量（磁通轨迹法），又称SPWM控制方式。
他是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形。
以内切多边形逼近圆的方式而进行控制的。
经实践使用后又有所改进：引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流成闭环，以提高动态的精度和稳定度。
但控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。
（3）第三代以矢量控制（磁场定向法）又称VC控制。
其实质是将交流电动机等效直流电动机，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，以转子磁通定向，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。
然而转子磁链难以准确观测，以及矢量变换的复杂性，实际效果不如理想的好。
（4）第四代以直接转矩控制，又称DTC控制。
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。
具体方法是：a.控制定子磁链——引入定子磁链观测器，实现无速度传感器方式；b.自动识别（ID）——依靠精确的电机数学模型，对电机参数自动识别；c.算出实际值——对定子阻抗、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；d.实现Band-Band 控制——按磁链和转矩的Band-Band 控制产生PWM信号，对逆变器开关状态进行控制；e.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%）；f.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。
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变频器对电动机进行控制是根据电动机的特性参数及电动机运转要求，进行对电动机提供电压、电流、频率进行控制达到负载的要求。
因此就是变频器的主电路一样，逆变器件也相同，单片机位数也一样，只是控制方式不一样，其控制效果是不一样的。
所以控制方式是很重要的。
它代表变频器的水平。
目前变频器对电动机的控制方式大体可分为U/f恒定控制，转差频率控制，矢量控制，直接转矩控制，非线性控制。
U/f恒定控制
U/f控制是在改变电动机电源频率的同时改变电动机电源的电压，使电动机磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的效率，功率因数不下降。
因为是控制电压(Voltage)与频率(Frequency)之比，称为U/f控制。
恒定U/f控制存在的主要问题是低速性能较差，转速极低时，电磁转矩无法克服较大的静摩擦力，不能恰当的调整电动机的转矩补偿和适应负载转矩的变化; 其次是无法准确的控制电动机的实际转速。
由于恒U/f变频器是转速开环控制，由异步电动机的机械特性图可知，设定值为定子频率也就是理想空载转速，而电动机的实际转速由转差率所决定，所以U/f恒定控制方式存在的稳定误差不能控制，故无法准确控制电动机的实际转速。
转差频率控制
转差频率是施加于电动机的交流电源频率与电动机速度的差频率。
根据异步电动机稳定数学模型可知，当频率一定时，异步电动机的电磁转矩正比于转差率，机械特性为直线。
转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。
转差频率控制需要检出电动机的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。
与U/f 控制相比，其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。
另外，它有速度调节器，利用速度反馈构成闭环控制，速度的静态误差小。
然而要达到自动控制系统稳态控制，还达不到良好的动态性能。
矢量控制
矢量控制，也称磁场定向控制。
它是70年代初由西德F.Blasschke等人首先提出，以直流电机和交流电机比较的方法阐述了这一原理。
由此开创了交流电动机和等效直流电动机的先河。
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交流电流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Ia1、Ib1，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相当于直流电动机的电枢电流)，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。
矢量控制方法的出现，使异步电动机变频调速在电动机的调速领域里全方位的处于优势地位。
但是，矢量控制技术需要对电动机参数进行正确估算，如何提高参数的准确性是一直研究的话题。
直接转矩控制
1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制理论，该技术在很大程度上解决了矢量控制的不足，它不是通过控制电流，磁链等量间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量来控制。
转矩控制的优越性在于，转矩控制是控制定子磁链，在本质上并不需要转速信息，控制上对除定子电阻外的所有电机参数变化鲁棒性良好，所引入的定子磁链观测器能很容易估算出同步速度信息，因而能方便的实现无速度传感器，这种控制被称为无速度传感器直接转矩控制。
变频器的选择
风机和泵类负载
在过载能力方面要求较低，由于负载转矩与速度的平方成反比，所以低速运行时负载较轻(罗茨风机除外)，又因为这类负载对转速精度没有什么要求，故选型时通常以价廉为主要原则，选择普通功能型变频器。
恒转矩负载
多数负载具有恒转矩特性，但在转速精度及动态性能等方面要求一般不高，例如挤压机，搅拌机，传送带，厂内运输电车，吊车的平移机构，吊车的提升机构和提升机等。
选型时可选V/f控制方式的变频器，但是最好采用具有恒转矩控制功能的变频器。
要求响应快的系统
所谓响应快是指实际转速对于转速指令的变化跟踪得快，从负载变动等急剧外界干扰引起的过渡性速度变化中恢复得快。
要求响应快的典型负载有轧钢机、生产线设备、机床主轴、六角孔冲床等。
要使变频器主电路能力充分发挥加减速特性，最好选用转差频率控制的变频器。
动态，静态指标要求不高系统
这类负载一般要求低速时有较硬的机械特性，才能满足生产工艺对控制系统的动态、静态指标要求，如果控制系统采用开环控制，可选用具有无速度反馈的矢量控制功能的变频器。
动态静态指标要求较高的系统
对于调速精度和动态性能指标都有较高要求，以及要求高精度同步运行等场合，可选用带速度反馈的矢量控制方式的变频器。
如果控制系统采用闭环控制，可选用能够四象限运行，U/f控制方式，具有恒转矩功能型变频器。
例如轧钢，造纸，塑料薄膜加工生产线。
这一类对动态性能要求较高的生产机械，采用矢量控制的高性能变频器。
要求控制系统具有良好的动态，静态性能
例如电力机车，交流伺服系统，电梯，起重机等领域，可选用具有直接转矩控制功能的专用变频器。
结论
由于被控对象的千差万别，性能指标要求的各不相同，变频器的选择及配置远不如上述所列几种。
要做到熟练应用还应在工程实践中认真探索。
变频器的控制方式代表着变频器的性能和水平，在工程应用中根据不同的负载及不同控制要求，合理选择变频器以达到资源的最佳配置，具有重要的意义。