变频器的控制方式与负载特性
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。
施耐德变频器参数设置
施耐德变频器参数设置施耐德是全球领先的电气设备制造商，其提供的变频器产品常用于电机调速控制系统中。
施耐德变频器参数设置涉及多方面的考虑，包括电机额定功率、负载特性、控制方式等。
在本文中，将详细介绍施耐德变频器参数设置的相关内容。
首先，施耐德变频器的参数设置需要根据电机的额定功率来确定。
变频器的额定功率应与电机额定功率相匹配，以确保系统的稳定运行。
在设置变频器参数时，需要根据电机额定功率选择适当的变频器型号，并确保变频器的额定功率与电机额定功率一致。
其次，施耐德变频器参数设置还涉及到负载特性的考虑。
根据负载的类型和特性，需要调整变频器的一些参数，以适应不同的负载要求。
例如，对于重载负载，可以适当提高变频器的过载能力；对于轻载负载，可以适当提高变频器的效率，以减少能耗。
另外，施耐德变频器参数设置还需要考虑控制方式的选择。
施耐德变频器提供了多种控制方式，包括恒定转矩控制、变转矩控制、速度闭环控制等。
根据实际需求，可以选择适当的控制方式，并设置相关的参数。
在施耐德变频器参数设置过程中，还需要关注一些其他的参数，如频率范围、加速时间、减速时间、跟踪误差等。
这些参数的设置会影响到系统的动态性能和稳定性能，需要根据具体应用的要求进行调整。
此外，施耐德变频器还支持多种通信协议和接口，可以与上位机进行通信，实现远程监控和控制。
在参数设置过程中，也需要考虑通信接口的设置，以便与上位机进行数据交换和控制指令传输。
最后，施耐德变频器参数设置完成后，需要进行系统的调试和性能测试，以验证参数的设置是否符合要求。
在调试过程中，应密切关注电机的运行状态，如电流、转矩、速度等参数的变化，以确保系统能够正常运行和达到预期的控制效果。
总之，施耐德变频器参数设置涉及多方面的考虑，包括电机额定功率、负载特性、控制方式、通信接口等。
在设置参数时，需要根据实际需求进行调整，并进行系统的调试和性能测试，以确保系统的稳定运行和良好的控制效果。
变频器常用的15大参数
变频器最常用的15个参数变频器的设定参数较多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象，因此，必须对相关的参数进行正确的设定。
1 、控制方式：即速度控制、转距控制、PID 控制或其他方式。
采取控制方式后，一般要根据控制精度进行静态或动态辨识。
2 、最低运行频率：即电机运行的最小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。
而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。
3 、最高运行频率：一般的变频器最大频率到60Hz ，有的甚至到400 Hz ，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。
4 、载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。
5 、电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。
6 、跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。
7、加减速时间加速时间就是输出频率从0 上升到最大频率所需时间，减速时间是指从最大频率下降到0 所需时间。
通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。
在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流，减速时则限制下降率以防止过电压。
加速时间设定要求：将加速电流限制在变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器跳闸；减速时间设定要点是：防止平滑电路电压过大，不使再生过压失速而使变频器跳闸。
加减速时间可根据负载计算出来，但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原则，重复操作几次，便可确定出最佳加减速时间。
8、转矩提升又叫转矩补偿，是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低，而把低频率范围f/V 增大的方法。
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。
三菱变频器说明书
三菱变频器说明书三菱变频器说明书选型方法由于电力电子技术的不断发展和进步，新的控制理论提出与完善，是交流调速传动、尤其是采用性能优异的三菱变频调速传动得到了飞速发展，因此在实际工作中采用三菱变频器+ 变频电机的情况越来越多，因此如何正确选择三菱变频器对机械设备的正常调试运行至关重要，选型方法如下：1、根据机械设备的负载转矩特性来选择三菱变频器在实践中常常将机械设备根据负载转矩特性不同，分为如下三类：(1) 恒转矩负载(2) 恒功率负载(3)流体类负载2、根据负载特性选取适当控制方式的三菱变频器三菱变频器的控制方式主要分为： V/f控制，包括开环和闭环;矢量控制，包括无速度传感器和带速度传感器控制; 直接转矩控制;三种方式的优缺点如下：(1)V/f 开环控制优点：结构简单，调节容易，可用于通用鼠笼型异步电机;缺点：低速力矩难保证，不能采用力矩控制，调速范围小;主要采用场合：一般的`风机，泵类节能调速或一台变频器带多台电机传动场合。
(2)V/f闭环控制优点：结构简单，调速精度比较高，可用于通用性异步电机;缺点：低速力矩难保证，不能采用力矩控制，调速范围小，要增加速度传感器;主要采用场合：用于保持压力，温度，流量，PH定值等过程场合。
(3) 无速度传感器的矢量控制优点：不需要速度传感器，力矩响应好、结构简单，速度控制范围较广;缺点：需要设定电机参数，须有自动测试功能;采用场合：一般工业设备，大多数调速场合。
(4)带有速度传感器的矢量控制优点：力矩控制性能良好，力矩响应好，调速精度高，速度控制范围大;缺点：需要正确设定电机参数，需要自动测试功能，要高精度速度传感器;使用场合：要求精确控制力矩和速度的高动态性能应用场合。
(5) 直接转矩控制优点：不需要速度传感器，力矩响应好，结构较简单，速度控制范围较大;缺点：需要设定电机参数，须有自动测试功能;采用场合：要求精确控制力矩的高动态性能应用场合，如起重机、电梯、轧机等。
变频器控制方式有哪些_变频器有几种控制方式_变频器的控制方式详解
变频器控制方式有哪些_变频器有几种控制方式_变频器的控制方式详解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。
变频器简介1）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。
2）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。
变频器控制方式选择依据对于控制方式，要根据生产机械的具体要求来进行选择。
1、二次方律负载对于离心式风机、水泵和空气压缩机一类的二次方律负载，一般采用V/F控制方式为宜。
因为V/F控制方式有低励磁U/f线，在低频运行时可以更好地节能。
矢量控制方式实质上是使电动机始终保持额定磁通的控制方式，不可能实现低励磁。
2.恒转矩负载（1）对于负载率经常变动、调速范围又不很大的负载，一般以选择无反馈矢量控制为好，因为V/F控制方式的转矩提升量不易预置得恰到好处，但采用无馈矢量控制方式时，须注。
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。
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关键词 纺 织机械 变频 器 控 制 方 式 应 用
１ 引 言
２ ０世纪 ８ 代末 ， 织工 业 开 始 应用 变 频 器 ， ０年 纺 包 括各 种纺 织机 械应 用变 频器 来满 足不 同的生产 工 艺 要求 ； 各种 风 机 、 类应 用变 频器 来节 电。变频 器 泵 在 纺织工 业 中 的应 用越 来越 广 ， 用 变频 器 的数 量 应
当令人满意。西 门子变频器本身均配置有 ｕ Ｓ协 Ｓ 议 通过 Ｒ Ｓ一４５口进 行 串行 通 讯 ， 须 购置 额 外 的 ８ 无
［ ］ 王世 畅 ， 耕 国． 于 Ｐ ２ 程 基 ＯＥ的变频 器 的串行 通信 协议 ［］工业控制计算 机 ，０ ４（ ） ２ —２ ． Ｊ． ２０ ５ ：５ ６
有 特殊 要求 ， 如 ： 例
化纤机械、 浆纱机 、 印花机等要求高精度 ， 高性
．
一
ｌ
能 的广 调速 ；
＼
涤纶 、 锦纶 、 丙纶牵伸机等要求具有零速伺服功 能的调速 ， 即零速时 ， 变频器由速度控制切换到位置 控 制 ， 速 时应 能输 出额 定转 矩 ； 零
染 整机 械 和化纤 短丝 后处 理 机械等 要求 同步 调 速（ 包括 转速 同步 ， 速 同步 和 比例 同步 ） 线 ；
机械属恒转矩负载 ， 即阻转矩不受速度变化的影响。 恒转矩负载的功率 Ｐ ＝ＭＬｎ９ ５ 与转速 ｎ ・／５０ 成正
／６３４ ×电流参 考量 。 １ ８ ）
５ 结束语
采 用 ＵＳ Ｓ协议 进行 多 电动机 同步 调速 ， 际 运 实
附件进行系统组态 ， 成本大幅度下降。因此 ， 直接利 用 ＵＳ Ｓ协 议 对 其 组 网监 控 ， 疑 是 一 条 获 得 低 成 无 本、 高性能的好途径。
是 将交 流 电动 机 的定 子 电流分解 为磁 场分量 电流和
２ ｖｆ ／ 控制
又称 、、 ， 控制模式。ｖ ｆ 厂、 厂Ｆ ／控制系变频的同时 也变压 ， 用变频器 主要是 采用正 弦波脉 宽调制 通 Ｓ ＷＭ方式。逆变器的控制脉冲发 生器通 常是 由 Ｐ 频率设定值 和 电压设定值 Ｕ ｇ控制 的， 而 和 Ｕ 之间的关系是由 Ｕ ｆ ｇ ／ 曲线发生器决定的。因此 ，
般 可达 ０７ ． ％～１Ｏ ．％左 右 ， 动特 性也 较好 。
术要求不同。为满足不 同负载的要求， 通用变频器 也设计有不同的控制方式供用户选用。目前的通用 变频器有 Ｖ ｆ ／控制 ， 转差频率控制 、 矢量控制、 直接 转矩控制以及近年来推 出的智能控制等 ， 正确地选 择变频器的控制方式， 是变频调速系统设计中不可 忽 视 的问题 。本 文对 变频器 的各种 控制方 式 的特征 等作一简述 ， 供设计选型参考。
２ ・ 究与应用 ・ ６ 研
纺织机械
２１ ０ ０年第 １ 期
卷绕头等要求恒张力恒线速调速； 粗纱机 、 化纤牵伸机 、 起毛机 、 编绳机等要求共
直流母 线调速 。 由此 可 见 ， 同的 纺织 机 械调 速对 变 频器 的技 不
叠加后作为变频调速的频率设定值 （ ＝Ａｆ ｆ， ｆ ｇ ＋） 这就是转差频率补偿控制。转差频率控制的 ｖ ｆ ／比 最简单的 Ｖ ｆ ／控制的静态调速精度有较大提高。一
该控制方式变频器适用于调速范围较大， 对静 态调速精度要求较高， 而对调速系统动特性要求较 高的各种恒转矩负载 ， 例如紧密纺纱机 、 细纱机等棉 纺机械和四联梳毛机等毛纺机械及染整 ｏ
矢量控制主要有两种控制方式 ： 一是基于转差 频率的矢量控制方式 ， 它需要在 电动机轴上安装速 度传感器 ， 又称有速度传感器 的矢量控制方式。 故 另一种是无速度传感器的矢量控制方式。矢量控制
参考文献
行证明： 在不 同的负载 、 不同的伸长率要求及不同的
转 速设 定值 下 ， 系统 的 同步 性 、 时 性 、 靠 性 等 相 实 可
［ ］ 丁学 文 ． １ 印染设 备无 松紧架 无张力传 感器 多 电动 机 同
步调 速系统［ ］纺织机械 ，０ ３ ４ ：０—３ ． Ｊ． ２ ０ （ ）３ ２
纺织机械
２１ ０ ０年 第 １ 期
・ 究与应用 ・ ２ 研 ５
变 频 器 的控 制 方式 与 负 载 特 性
高孝纲
（ 北京 １０ ２ ） ００ ０
摘 要
提 出了不 同的纺 织机械 对调 速 的技 术要 求 不 同及 负载 特 性 不 同， 变频 器的控 制 方 式要 对
求也不同。分析 了变频器的各种控制方式的特点和适用范围， 列举 了有速度传感 器矢量控制和直
图 １ 各 类负载 的机械特性
各种纺织机械对变频器的控制和性能等要求各 异。纺织机械的机械特性如 图 １ 所示 ， 大多数纺织
部分化纤机械（ 如卷绕头等 ）织造准备机械 （ ， 如 并纱机、 动络筒机等） 自 要求按三角波规律调速 ； 整经机 、 浆纱 （ ） ， 丝 机 织轴卷绕 ， 轧） 卷（ 染机和
图 １中 曲线 ３ 。图 １中 曲线 ２为 与转 速 成 正 比的负 载 ， 织机 械 中 尚无 此类 负载 。 纺
越来越多 ， 现在每年需求量达 ３ 万 台以上 ， ０ 容量达 ２ ０万 ｋ 以上 ， ０ ｗ 以中小容 量 变频器 为 主 。
／
各种纺织机械调速的技术要求也各不相同 ， 但 大 多数 属一 般性 技 术 要 求 ， 也 有 些 纺织 机 械 调 速 但
比。少部分纺织机械（ 各种恒张力卷绕机械） 属恒功 率负载， 其功率不受速度的影响。恒功率负载 的转 矩 Ｍ ５０ ／ ＝９５ Ｐ ｎ与 转 速 ｎ成 反 比 ， 图 １中 曲线 如 ４ 。另部分如纺丝泵 和风机 、 水泵等属二 次方律负 载， 其阻转矩与转速 ｎ的平方成正比 Ｍ。 Ｔ２如 ， ＝Ｋ ｎ ，