變頻器對電動機的4種控制方式介紹

        變頻器對電動機的控制方式有4種，分別是：矢量控制、轉差頻率控制、U/f恒定控制、直接轉矩控制。

1、矢量控制

        矢量控制，也稱磁場定向控制。它是70年代初由西德F.Blasschke等人首先提出，以直流電機和交流電機比較的方法闡述了這一原理。由此開創了交流電動機和等效直流電動機的先河。矢量控制變頻調速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子交流電流Ia、Ib、Ic。通過三相-二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1、Ib1，再通過按轉子磁場定向旋轉變換，等效成同步旋轉坐標系下的直流電流Im1、It1(Im1相當于直流電動機的勵磁電流;It1相當于直流電動機的電樞電流)，然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經過相應的坐標反變換實現對異步電動機的控制。矢量控制方法的出現，使異步電動機變頻調速在電動機的調速領域里全方位的處于優勢地位。但是，矢量控制技術需要對電動機參數進行正確估算，如何提高參數的準確性是一直研究的話題。

2、轉差頻率控制

        轉差頻率是施加于電動機的交流電源頻率與電動機速度的差頻率。根據異步電動機穩定數學模型可知，當頻率一定時，異步電動機的電磁轉矩正比于轉差率，機械特性為直線。

        轉差頻率控制就是通過控制轉差頻率來控制轉矩和電流。轉差頻率控制需要檢出電動機的轉速，構成速度閉環，速度調節器的輸出為轉差頻率，然后以電動機速度與轉差頻率之和作為變頻器的給定頻率。與U/f控制相比，其加減速特性和限制過電流的能力得到提高。另外，它有速度調節器，利用速度反饋構成閉環控制，速度的靜態誤差小。然而要達到自動控制系統穩態控制，還達不到良好的動態性能。

3、U/f恒定控制

        U/f控制是在改變電動機電源頻率的同時改變電動機電源的電壓，使電動機磁通保持一定，在較寬的調速范圍內，電動機的效率，功率因數不下降。因為是控制電壓(Voltage)與頻率(Frequency)之比，稱為U/f控制。恒定U/f控制存在的主要問題是低速性能較差，轉速極低時，電磁轉矩無法克服較大的靜摩擦力，不能恰當的調整電動機的轉矩補償和適應負載轉矩的變化;其次是無法準確的控制電動機的實際轉速。由于恒U/f變頻器是轉速開環控制，由異步電動機的機械特性圖可知，設定值為定子頻率也就是理想空載轉速，而電動機的實際轉速由轉差率所決定，所以U/f恒定控制方式存在的穩定誤差不能控制，故無法準確控制電動機的實際轉速。

4、直接轉矩控制

        1985年，德國魯爾大學的DePenbrock教授首次提出了直接轉矩控制理論，該技術在很大程度上解決了矢量控制的不足，它不是通過控制電流，磁鏈等量間接控制轉矩，而是把轉矩直接作為被控量來控制。轉矩控制的優越性在于:轉矩控制是控制定子磁鏈，在本質上并不需要轉速信息，控制上對除定子電阻外的所有電機參數變化魯棒性良好;所引入的定子磁鏈觀測器能很容易估算出同步速度信息，因而能方便的實現無速度傳感器，這種控制被稱為無速度傳感器直接轉矩控制。

        特性和限制過電流的能力得到提高。另外，它有速度調節器，利用速度反饋構成閉環控制，速度的靜態誤差小。然而要達到自動控制系統穩態控制，還達不到良好的動態性能。