浅谈变频器U／f控制与矢量控制应用
高压变频器控制方式的种类
1．恒U/f控制在工业传动上，一般应用场合采用变压变频（VVVF）即U/f恒定的开环控制策略，这种方法的优点是实现简单，成本相对较低，比较适用于风机、水泵等大容量的拖动性工业负载。
主要问题是系统的低速性能较差，不能保持磁通瓯恒定，需要电压补偿，同时异步电动机要强迫通风制冷。
2．矢量控制矢量控制可以获得很高的动、静态性能指标，由于异步电动机的参数对其影响比较大，因此此类系统多配备专用电动机。
对于诸如大型轧机类动态性能要求较高的场合，矢量控制双PWM结构的三电平电压源型高压变频器得到广泛的应用。
3．直接转矩控制直接转矩控制系统的转矩响应迅速，限制在一拍以内，且无超调，与矢量控制相比，不受转子参数变化的影响，是一种高静、动态性能的交流调速方法，三电平高压变频装置中经常采用。
4．无速度传感器矢量控制此种控制方式又称为直接矢量控制，罗克韦尔公司的Powerflex 7000型变频器就是采用此种控制方式。
实现无速度传感器控制的关键之一是如何从得到的定子电流、定子电压中计算出与速度有关的量。
目前常用的方法主要有以下两种：（l）利用电动机的基本方程式（稳态或动态）导出速度的方程式进行计算。
（2）根据模墅参考自适应的理论选择合适的参考模型，利用自适应算法辨识速度。
矢量控制的核心内容是控制电动机的磁通；因而磁通的观测也是无速度传感器控制的关键之一，无论是速度辨识还是磁通的观测，均离不开电动机的数学模型，模型参数的准确性直接影响到控制的精度，因而在无速度传感器控制中均有参考辨识系统。
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变频器Vf控制与矢量控制
变频器V/f控制与矢量控制发布时间：2011-8-25 (点击33)1． V/f（电压－频率）控制V/f控制是从初期的可控硅变频器到现在通用变频器，一般采用的控制方式。
V/f控制方式，是对应频率f设定变频器输出电压V的方式工。
无须象带PG（脉冲发生器）矢量控制方式那样检测电机的转速，可以说是最简便的控制方式。
下图为PWM晶体管变频器的V/f控制回路。
（1）转矩补偿功能下图显示V/f控制时的电压与频率的关系。
将变频器输出电压根据负载机械特性而变化的特点制成曲线。
由下图的曲线可知高起动转矩负载的场合，与恒转矩负载的场合相比，电机定子绕组电压降的补偿设定要大，但如果电压补偿太大，轻载时（定子绕组的电压降少时），电机过励磁（电机铁芯饱和），会造成电机过热或变频器过负载。
因此，设定电压补偿时要根据转矩特性、电机和变频器容量等进行设定。
（2）通过计算转矩进行V/f补偿的方式该方式是根据变频器的输出电压、电流和频率近似计算负载转矩，并根据该负载转矩调整电压补偿的方式。
不管是在加速还是在恒速运行中，均对V/f进行自动调整。
象这样低速或加速时，根据运行中负载转速战速决的增大等进行电压补偿的方式，叫做转矩补偿。
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V/f增大的方法。
设定为自动时，可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩，使电动机加速顺利进行。
如采用手动补偿时，根据负载特性，尤其是负载的起动特性，通过试验可选出较佳曲线。
对于变转矩负载（风机、泵类负载），如转矩提升参数设置不当，会出现低速时的输出电压过高，电动机带负载起动时电流大，而转速上不去的现象。
变频器原理---之安川变频器seven[分享]2、矢量控制使用感应电机时，为获得伺服电机那样的高速响应性而改善转矩控制性能的方法即为矢量控制。
下图所示，转矩I2 →I’2变化时，电机定子电流的振幅变化为I1→I’1，同时相位随之变化为θ→θ’，象这样改变电机定子电流的振幅和相位（即电流的瞬时值）的控制方式，叫做矢量控制。
变频器矢量控制
变频器矢量控制在工业自动化领域，变频器是一种重要的设备，广泛应用于电机控制和能源节约等方面。
其中，矢量控制是变频器的一种重要控制方式，它通过精确的电机控制实现了更高效、更稳定的运行。
一、矢量控制的原理和特点矢量控制是一种基于电流的控制方式，它通过分析电机电流的大小和方向来实现对电机的控制。
与传统的频率控制相比，矢量控制具有以下几个特点：1.高精度的转矩控制：矢量控制能够精确地控制电机的转矩输出，无论在低速或高速运行时都能提供较为准确的转矩响应。
这对于需要精确控制转矩的应用场景非常重要。
2.宽速度范围的控制：矢量控制可以实现宽速度范围的无级调速。
无论是低速运行还是高速运行，都可以得到较为稳定的输出。
这对于大部分工业应用来说都是非常关键的。
3.良好的动态性能：矢量控制具有快速的动态响应特点，能够在瞬态变化时快速调整电机输出。
这使得在工业生产中的速度要求较高的应用中，矢量控制展现出了很好的优势。
4.较高的效率和能耗节约：矢量控制通过对电机的精确控制，可以使电机运行在最佳工作点上，从而提高电机的效率，降低能耗。
在能耗节约方面，矢量控制也具有很大的潜力。
二、矢量控制的实现方法矢量控制的实现首先需要获取电机的转速和转矩反馈，以及电机的电流反馈。
然后，将这些反馈信号输入到控制器中，通过控制器对电机的电流大小和方向进行调节。
具体的实现方法有以下几种：1.直接转矩控制(DTC)：直接转矩控制是一种基于电机转矩和电流的控制方法，它通过直接控制电机的转矩和磁场实现对电机的控制。
这种方法具有快速动态响应和精确控制的特点，但在低速和零速运行时存在一定的困难。
2.间接转矩控制(FOC)：间接转矩控制是一种基于电机磁链和电流的控制方法，它通过控制电机的磁链大小和方向来实现对电机的转矩控制。
这种方法相对于直接转矩控制在低速和零速运行时更为稳定，但对控制器的要求更高。
3.空间矢量调制(SVM)：空间矢量调制是一种通过改变电压波形的方式来控制电机的方法。
变频器矢量控制的优点及应用
变频器矢量控制的优点及应用矢量控制原理--应用采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩。
由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数，有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器。
鉴于电机参数有可能发生变化，会影响变频器对电机的控制性能，并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。
异步电动机矢量控制变频调速系统的开发，使异步电动机的调速可获得和直流电动机相媲美的高精度和快速响应性能。
异步电动机的机械结构又比直流电动机简单、坚固，且转子无碳刷滑环等电气接触点，故应用前景十分广阔。
现将其优点和应用范围综述如下：1、矢量控制系统的优点：动态的速响应直流电动机受整流的限制，过高的di/dt是不容许的。
异步电动机只受逆变器容量的限制，强迫电流的倍数可取得很高，故速度响应快，一般可达到毫秒级，在快速性方面已超过直流电动机。
低频转矩增大一般通用变频器（VVVF控制）在低频时转矩常低于额定转矩，在5Hz以下不能带满负载工作。
而矢鱿控制变频器由于能保持磁通恒定，转矩与it呈线性关系，故在极低频时也能使电动机的转矩高于额定转矩。
控制的灵活性直流电动机常根据不同的负载对象，选用他励、串励、复励等形式。
它们各有不同的控制特点和机械特性。
而在异步电动机矢量控制系统中，可使同一台电动机输出不同的特性。
在系统内用不同的函数发生器作为磁通调节器，即可获得他励或串励直流电动机的机械特性。
使用矢量控制，可以使电机在低速，如（无速度传感器时）1Hz（对4极电机，其转速大约为30r/min）时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩（最大约为额定转矩的150％）。
对于常规的V/F控制，电机的电压降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旋转力。
变频器矢量控制原理、应用及要求
变频器矢量控制原理、应用及要求早在上世纪七十年代就有工程师提出了矢量控制理论，解决了交流电机转矩控制的问题。
但对于变频器矢量控制原理是什么，很多人就不知道了，下面环球自动化网小编就为大家带来变频器矢量控制原理及应用详细分析。
变频器矢量控制原理：矢量控制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。
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。
矢量控制变频调速的具体步骤：1)将交流电机等效为直流电机：将交流电机的三相定子电流ia、ib、ic通过三相-二相变换转换为静止坐标系下的交流电流ia1、ib1;2)对速度、磁场两个分量进行独立控制：将静止坐标系下的交流电流ia1、ib1通过磁场定向旋转变换转换为旋转坐标系下的直流电流im1、it1，其中，im1即等效为直流电动机的励磁电流，it1即等效为与转矩成正比的电枢电流;3)对直流电机进行变频调速控制：根据直流电动机的控制方法求得直流电动机的控制量;4)坐标反变换还原为对交流电机的控制：根据上述一二步骤的坐标变换进行相应的坐标反变换，将直流电流转换为交流电流，再转换为三相定子电流以完成对交流电动机的矢量控制。
变频器矢量控制实现：矢量控制基本理念旋转地只留绕组磁场无论是在绕组的结构上，还是在控制的方式上，都和直流电动机最相似。
设想，有两个相互垂直的支流绕组同处于一个旋转体中，通入的是直流电流，它们都由变频器给定信号分解而来的。
经过直交变换将两个直流信号变为两相交流信号;在经二相、三相变换得到三相交流控制信号;结论只要控制直流信号中的任意一个，就可以控制三相交流控制信号，也就控制了交流变频器的交流输出。
变频器矢量控制与VF控制.doc
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。
变频器矢量控制说明介绍
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。
变频器控制方式
非智能控制方式
U/f协调控制 转差频率控制 矢量控制 直接转矩控制等。
U/f控制
U/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。U/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。
4.变频器与电动机间的连接线不能过长，一般应 在30m以内。如果超过30m，则需要在连接好 电缆后，进行离线自动调整，以重新测定电动 机的相关参数。
矢量控制系统的优点 1.动态的高速响应 2.低频转矩增大 3.控制灵活
矢量控制系统的应用范围 1.要求高速响应的工作机械 2.适应恶劣的工作环境 3.高精度的店里拖动 4.四象限运转
转差频率控制
转差频率控制（SF控制）就是检测出电 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 度对应的频率与转差频率之和作为变频 器的给定输出频率。
它是在U/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。这种控制方式， 在控制系统中需要安装速度传感器，有时还加 有电流反馈，对频率和电流进行控制，因此， 这是一种闭环控制方式，可以使变频器具有良 好的稳定性，并对急速的加减速和负载变动有 良好的响应特性。
矢量控制的给定
1.在矢量控制功能中，选择“用”或“不 量、极数、额定电流、额定电压、 额定功率等。
矢量控制的要求
1.一台变频器只能带动一台电动机。
2.电动机的极数要按说明要求，一般以4极电动 机为最佳。
变频器控制方式浅谈
浅谈变频器的几种控制方式摘要本文先简单介绍了变频器的组成原理，目前市场上主要用的都是交-直-交电压源型变频器，其主体部分就是整流、平波、逆变三大电路，其中又以逆变电路为主要的控制对象，PWM控制技术在此得到广泛应用。
后面则对目前变频器的几种比较成熟的控制方式作了简单的原理说明，主要介绍了V/F控制、转速闭环转差频率控制、直接矢量控制三种方式，每种控制方式的介绍均舍去大量的公式推导过程，只对其控制思想作整体上的理解。
对矢量控制中的直接转矩控制方式，稍有提及，不敢多妄加猜测。
关键词：变频器、整流、逆变、V/F控制、转差频率控制、矢量控制、磁链、坐标变换。
一变频器的介绍：变频器实际上就是将电网的恒压恒频的电能转换成变压变频电能的一种电力电子装置。
现代通用变频器大都是采用二极管整流和由快速全控开关器件IGBT 或智能功率模块IPM (Inelegant Power Module)组成的PWM逆变器，构成交-直-交电压源型变压变频器，已经占领了全世界0.5~500kV·A 中、小容量变频调速装置的绝大部分市场。
IPM是将多个IGBT及其驱动、过流、过热保护等电路都封装起来，便于使用，但坏掉一个管子，整个模块都要换掉。
变频器主要有核心主电路和控制电路组成。
核心主电路：由二极管整流器、PWM逆变器和中间直流电路三部分组成，一般都是电压源型的，采用大电容滤波，同时兼有无功功率交换的作用。
仅有核心主电路，变频器尚无法正常工作或工作性能比较差，所以除核心主电路外，还有一些很重要的辅助主电路。
如：软起电路、泵升限制电路、进线电抗器、直流电抗器、输出滤波电感等。
软起电路：由一开关和限流电阻构成。
为了避免大电容C在通电瞬间产生过大的充电电流，在整流器和滤波电容间的直流回路上串入限流电阻，通上电源时，先限制充电电流，再延时用开关K将其短路，以免长期接入时影响变频器的正常1工作，并产生附加损耗。
泵升限制电路：二极管整流器能量只能单向流动，不能为异步电机的回馈制动提供能量的通路，通用变频器一般都用电阻吸收制动能量。
城实维修分享变频器三种控制的优缺点
市场上流通的低压变频器是五花八门，琳琅满目。
但从技性能和使用功能来看是大同小异的。
下面分析U/f、SVPWM、VC的优缺点一、U/f控制形式第一代产品的原理是正弦脉宽调制，即SPWM。
为保持主磁通恒定、必须在变频器同时变压，满足U/f=C这一原则。
它具有简单价低，使用调试方便等有点，使用于各种水泵、风机的节能，节电率高，使用效果好。
主要问题是，当低频工作时（≤5~10Hz），会产生转矩减小、转矩脉动、谐波加大等毛病，因此不适宜在低频时运行。
如下图所示二、空间电压矢量控制（SVPWM控制）其原理是控制电动机的气隙磁通，减少低频时异步电动机的转矩脉动。
实质是磁通轨迹控制，因为电压矢量的积分是磁通矢量，选择电压间矢量空间矢量，使磁通的轨迹在圆周上以内切多变代园，这就是磁通轨迹控制。
通常有六边形磁通轨迹控制和圆形轨迹控制如图所示它用于普通的PWM控制，可进行开环或闭环控制，比U/f控制性能高，能基本满足0~50Hz使用频率的性能要求，所以有第二代产品之称，适合在传动精度较低的拖动设备上应用。
三、矢量控制（VC控制）矢量控制属第三代产品，其原理是通过电动机的动态数学模型，分别控制电动机的转矩电流和励磁电流。
在矢量控制中，着眼于用转子磁通来控制电动机的定子电流，状态方程中以励磁电流和转矩电流作为变量，亦采用电流闭环控制，实际电流以定子电流反馈和角速反馈，进一系列变换处理就可实现精确的控制。
在实际应用时，可分反馈及无反馈两种，精度可达前者的0.1%；后者为0.01%。
但电路复杂，使用元件环节多，对电机的参数设定值要求高，且软件编程复杂，价格较贵，无法解决低速，以至零速时的拖动要求。
变频器Vf控制与矢量控制
变频器V/f控制与矢量控制发布时间：2011-8-25 (点击33)1． V/f（电压－频率）控制V/f控制是从初期的可控硅变频器到现在通用变频器，一般采用的控制方式。
V/f控制方式，是对应频率f设定变频器输出电压V的方式工。
无须象带PG（脉冲发生器）矢量控制方式那样检测电机的转速，可以说是最简便的控制方式。
下图为PWM晶体管变频器的V/f控制回路。
（1）转矩补偿功能下图显示V/f控制时的电压与频率的关系。
将变频器输出电压根据负载机械特性而变化的特点制成曲线。
由下图的曲线可知高起动转矩负载的场合，与恒转矩负载的场合相比，电机定子绕组电压降的补偿设定要大，但如果电压补偿太大，轻载时（定子绕组的电压降少时），电机过励磁（电机铁芯饱和），会造成电机过热或变频器过负载。
因此，设定电压补偿时要根据转矩特性、电机和变频器容量等进行设定。
（2）通过计算转矩进行V/f补偿的方式该方式是根据变频器的输出电压、电流和频率近似计算负载转矩，并根据该负载转矩调整电压补偿的方式。
不管是在加速还是在恒速运行中，均对V/f进行自动调整。
象这样低速或加速时，根据运行中负载转速战速决的增大等进行电压补偿的方式，叫做转矩补偿。
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V/f增大的方法。
设定为自动时，可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩，使电动机加速顺利进行。
如采用手动补偿时，根据负载特性，尤其是负载的起动特性，通过试验可选出较佳曲线。
对于变转矩负载（风机、泵类负载），如转矩提升参数设置不当，会出现低速时的输出电压过高，电动机带负载起动时电流大，而转速上不去的现象。
变频器原理---之安川变频器seven[分享]2、矢量控制使用感应电机时，为获得伺服电机那样的高速响应性而改善转矩控制性能的方法即为矢量控制。
下图所示，转矩I2 →I’2变化时，电机定子电流的振幅变化为I1→I’1，同时相位随之变化为θ→θ’，象这样改变电机定子电流的振幅和相位（即电流的瞬时值）的控制方式，叫做矢量控制。
矢量控制与V-F控制详解
矢量控制与V/F控制详解
一、矢量控制
1、矢量控制简介
矢量控制是一种电机的磁场定向控制方法:以异步电动机的矢量控制为例:它首先通过电机的等效电路来得出一些磁链方程，包括定子磁链，气隙磁链，转子磁链，其中气息磁链是连接定子和转子的.一般的感应电机转子电流不易测量，所以通过气息来中转，把它变成定子电流.然后，有一些坐标变换，首先通过3/2变换，变成静止的d-q坐标，然后通过前面的磁链方程产生的单位矢量来得到旋转坐标下的类似于直流机的转矩电流分量和磁场电流分量，这样就实现了解耦控制，加快了系统的响应速度.最后再经过2/3变换，产生三相交流电去控制电机，这样就获得了良好的性能。
综合以上:矢量控制无非就四个知识:等效电路、磁链方程、转矩方程、坐标变换(包括静止和旋转)。
矢量控制可以根据客户的需要微调电机，可以做伺服电机用。
不是以电机效率为最高追求，而是以工程要求，时刻跟踪反馈控制。
2、矢量控制详解
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。
浅谈变频器U／f控制与矢量控制应用
浅谈变频器U／f控制与矢量控制应用【摘要】交流变频调速系统主要用于控制异步电动机的转速和转矩，具有动态响应好、工作效率高、输出特性好、使用方便等优点。
本文主要介绍变频调速系统中常用的两种控制方式：U/f控制和矢量控制，并结合生产实际描述分析这两种控制模式在现场生产中的应用，提高大家对变频调速系统控制模式的认识。
【关键词】变频调速系统；U/f控制；矢量控制1 变频调速系统U/f控制1.1 U/f控制的概念U/f控制即恒压频比控制方式，它是采用SPWM正弦脉宽调制技术控制半导体器件开通和关断，将直流电压转变为一定形状的电压脉冲序列，实现频率和电压的控制，在调节输出频率?的同时，调节输出电压U的大小，通过U和?配合实现不同类型的调频调压来进行调速。
解决了只改变频率进行调速：频率上升时，主磁通下降，拖动转矩下降，电动机的拖动能力降低，对于恒转矩负载因拖不动而堵转；频率下降时，主磁通上升，引起主磁通饱和，励磁电流急剧升高，使通过定子绕组的电流大于定子绕组额定电流，电机发热严重。
在变频调速中基频以下常采用U/f恒磁通（恒转矩）调速，基频以上调速由于变频器输出电压无法大于额定输入电压因此只能恒功率调速。
1.2 U/f控制特性及应用U/f控制是变频调速系统应用最普遍的调速模式，它通过调节电机供电电源电压和频率来进行调速因此该调速系统的机械特性可平滑地上下移动，转差率不变，调速时有很高的运行效率，但在基频下U/f（等于常数）调速并不是真正的恒磁通（恒转矩）调速，当电机在低频、低速运行时，由于变频器输出电压成正比地下降，电机满负荷运行时定子绕组电阻上产生的压降在电机输入电压中占的比例增大，反电动势比例减小，用于形成主磁通的电压不足，造成主磁通下降，使拖动转矩不足，带负载能力下降。
应用U/f控制模式时，首先根据变频器所带负载的特性选用合适的U/f曲线，U/f曲线是描述变频器输出电压与频率关系的曲线，一般通用性变频器U/f曲线有：直线形U/f曲线（适用于恒转矩负载如传送带），1.5次形U/f曲线（适用于风机，泵类变转矩性负载）及自定义形U/f曲线；其次根据设备在生产过程中是否需要低速满负荷运行来考虑是否采用适量补偿输出电压即是否设置变频器转矩提升量。
矢量控制在电机变频器中的应用
矢量控制在电机变频器中的应用矢量控制技术是一种基于电机磁场理论和现代控制理论的高级控制技术，在电机变频器中得到广泛应用。
该技术能够精确地控制电机的转矩、速度和位置，提高系统的响应速度、稳定性和控制精度。
本文将介绍矢量控制技术在电机变频器中的应用及其优势。
1. 矢量控制技术的原理矢量控制技术是基于电机磁场理论和现代控制理论的方法，通过对电机的转子磁场位置和速度进行测量，并与给定的转矩、速度和位置进行比较，实现对电机的精确控制。
通过采用矢量控制技术，可以将电机的转子磁场位置和转速控制在所需的范围内，并按照给定的转矩和速度进行调节，从而实现对电机的精确控制。
2. 矢量控制技术在电机变频器中的应用矢量控制技术在电机变频器中具有广泛的应用。
在传统的电机控制中，通常通过控制电压和频率来实现对电机的控制，但这种方法存在调速精度低、控制响应速度慢等问题。
而采用矢量控制技术，可以实现对电机转矩、速度和位置等参数的精确控制，提高了系统的调速精度和控制响应速度。
3. 矢量控制技术的优势矢量控制技术在电机变频器中具有以下几个优势：1) 高控制精度：采用矢量控制技术可以实现对电机的精确控制，提高了系统的调速精度和控制精度。
2) 高控制响应速度：矢量控制技术能够在短时间内对电机进行精确的控制，提高了系统的控制响应速度，使系统更加稳定。
3) 宽调速范围：矢量控制技术可以控制电机的转矩、速度和位置等参数，使电机具有较宽的调速范围，适应不同工作条件下的要求。
4) 抗负载波动能力强：矢量控制技术具有较好的负载响应能力，可以有效抵御负载波动对系统的影响，提高系统的稳定性。
4. 矢量控制技术的应用案例矢量控制技术已经在各个领域的电机变频器中得到了广泛的应用。
以工业领域为例，矢量控制技术可以应用于电梯、轨道交通、机床、风力发电等各类设备中，提高了系统的控制精度和响应速度，减少了故障率和能耗，提高了系统的工作效率。
总结：矢量控制技术是一种在电机变频器中广泛应用的高级控制技术，它能够实现对电机的精确控制，提高了系统的调速精度和控制精度，同时也提高了系统的响应速度和稳定性。
变频器矢量控制
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。
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。
变频器VF控制和矢量控制
个人收集整理-ZQ
常规控制，电机地电压降会随着电机速度地降低而相对增加，这就导致由于励磁不足而使电机不能获得足够地转矩（特别是在低频率时）.也就是说常规控制变频器在低频率时无法满足电机额定转矩地输出.另外，在控制中，用户根据负载情况预先设定一种曲线，变频器在工作时就根据输出频率地变化，按照曲线特性调整其输出电压，也就是说控制是使变频器按照事先安排好地补偿程度工作，不能随负载地变化而改变.但是在以节能为目地和对速度控制精度要求不高地场合控制变频器以其优越地性价比而得到广泛地应用.
矢量控制变频器地基本原理是，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地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地目地.具体是将异步电动机地定子电流矢量分解为产生磁场地电流分量(励磁电流) 和产生转矩地电流分量(转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间地幅值和相位，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地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地场合，以其优越地控制性能受到用户地赞赏.文档收集自网络，仅用于个人学习
现在许多新型地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地电机参数.因为矢量控制是以电机地参数为依据，因此完整地电机参数就显得尤其重要，以便变频器能有效地识别电机，很好地对电机进行控制.文档收集自网络，仅用于个人学习
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变频器对电动机的四种控制方式
变频器对电动机的四种控制方式一、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。
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。
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。
变频器的原理及矢量控制的应用(正式)
变频器的原理及矢量控制的应用设备部李国栋摘要：本文介绍了变频器基本原理。
并从实际应用出发，介绍了变频器的各种应用模式。
对变频器矢量控制模式的控制特点、电机参数的自学习，实际生产中的应用做了较祥细的论述。
变频器是电力电子技术，微电子技术，电机控制理论及自动控制技术高度发展的产物。
如今，交流变频调速逐渐成为电气传动的主流，主要用于控制异步电动机的转速和转矩，不仅扩大了电动机的转速调节范围，使电动机转速能够从零速到高于额定转速的范围内变化，而且具有动态响应，工作效率高，输出特性好，使用方便等其它调速方案所无法比拟的特长。
加上交流电动机对环境适应性强，维修简单，价格低，容易实现高速大容量的优势，使得以前直流电动机占主要地位的调速传动领域，正逐渐被交流电动机变频调速所取代。
本文通过对变频器原理和变频器矢量控制原理的阐述，使大家从理论上对变频器的矢量控制有一个比较全面的认识。
并结合自身的工作实践，描述分析了变频器矢量控制在实际生产中的应用，提高大家对变频器矢量控制特点的认识。
一、交流电动机的转速表达式n=n 转速r/minƒ1 定子供电频率HzP 磁极对数S 转差率由上式可以归纳出交流电动机的3种调整方法：改变极对数P调整，改变转差率S调速和改变电源频率调速。
改变磁极对数调速是有级的调速，转速不能连续调节。
变转差率调速时，不调同步转速（即不改变电源频率）而是通过调节定子电压U1,转子电阻R2或采用电磁离合器来实现，存在着低速时，转差损耗较大，效率低的缺点。
变频调速采用调节同步转速（即改变三相异步电动机的电源频率），可以由高速到低速保持有限的转差率，效率高，调速范围宽，精度高，是三相异步电动机比较理想的调速方案。
实际应用中，变频器采用了调压调频技术，即在改变输出频率的同时改变输出电压。
因为单纯的改变输出电压的频率，并不能正常调速。
三相交流电机的转矩公式Te =C m φm I 21COS φ2 Te ：电磁转矩C m ：转矩常数φm ：主磁通量(Wb)I 21:转子电流折算到定子侧的有交值（A ）COS φ2:转子电路的功率因数而三相交流电机的主磁通φm ≈U 1 定子相电压 vƒ1 定子相电压频率 HzN 1 定子每相绕组串联的匝数K 绕组系数由上式可见，如果只改变ƒ1调速，当ƒ1上升，φm 下降，则拖动转矩Te 下降，这样电动机的拖动能力会降低，对于恒转矩负载会因拖不动而堵转。
变频器矢量控制之欧阳体创编
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。
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浅谈变频器U／f控制与矢量控制应用
【摘要】交流变频调速系统主要用于控制异步电动机的转速和转矩，具有动态响应好、工作效率高、输出特性好、使用方便等优点。
本文主要介绍变频调速系统中常用的两种控制方式：U/f控制和矢量控制，并结合生产实际描述分析这两种控制模式在现场生产中的应用，提高大家对变频调速系统控制模式的认识。
【关键词】变频调速系统；U/f控制；矢量控制
1 变频调速系统U/f控制
1.1 U/f控制的概念
U/f控制即恒压频比控制方式，它是采用SPWM正弦脉宽调制技术控制半导体器件开通和关断，将直流电压转变为一定形状的电压脉冲序列，实现频率和电压的控制，在调节输出频率?的同时，调节输出电压U的大小，通过U和?配合实现不同类型的调频调压来进行调速。
解决了只改变频率进行调速：频率上升时，主磁通下降，拖动转矩下降，电动机的拖动能力降低，对于恒转矩负载因拖不动而堵转；频率下降时，主磁通上升，引起主磁通饱和，励磁电流急剧升高，使通过定子绕组的电流大于定子绕组额定电流，电机发热严重。
在变频调速中基频以下常采用U/f恒磁通（恒转矩）调速，基频以上调速由于变频器输出电压无法大于额定输入电压因此只能恒功率调速。
1.2 U/f控制特性及应用
U/f控制是变频调速系统应用最普遍的调速模式，它通过调节电机供电电源电压和频率来进行调速因此该调速系统的机械特性可平滑地上下移动，转差率不变，调速时有很高的运行效率，但在基频下U/f（等于常数）调速并不是真正的恒磁通（恒转矩）调速，当电机在低频、低速运行时，由于变频器输出电压成正比地下降，电机满负荷运行时定子绕组电阻上产生的压降在电机输入电压中占的比例增大，反电动势比例减小，用于形成主磁通的电压不足，造成主磁通下降，使拖动转矩不足，带负载能力下降。
应用U/f控制模式时，首先根据变频器所带负载的特性选用合适的U/f曲线，U/f曲线是描述变频器输出电压与频率关系的曲线，一般通用性变频器U/f曲线有：直线形U/f曲线（适用于恒转矩负载如传送带），1.5次形U/f曲线（适用于风机，泵类变转矩性负载）及自定义形U/f曲线；其次根据设备在生产过程中是否需要低速满负荷运行来考虑是否采用适量补偿输出电压即是否设置变频器转矩提升量。
正确预置转矩提升量十分重要，预置太小，可能电机磁通不足，电机输出转矩过小而无法带动设备运转，预置太大，又可能在电机轻载时引起电机磁路饱和，变频器因输出过电流而跳闸。
在现场预置时，应以电机负荷率作为初步设定依据；最后根据生产设备惯性的大小及对电机启动加减速时间的要求来预置
合适的变频器启动加速时间和停止减速时间曲线。
2 变频调速系统矢量控制
2.1 矢量控制的概念
变频调速系统矢量控制是依照直流电动机的特性，如图1-1所示，当变频器得到给定信号后，首先把给定信号分解为两个互相垂直的磁场信号，励磁分量φM 和转矩分量φT，与之对应的控制电流信号分别为和，额定频率以下，当接到转速反馈信号需要调速时，励磁分量φM保持不变，只调整转矩分量φT，在额定频率以上，当接到转速反馈信号需要调速时，转矩分量φT保持不变，只调整励磁分量φM，然后把这两个静止的磁场信号经过一系列的等效变换，变换成等效的三相电流的控制信号控制异步电动机从而得到与直流电动机类似的机械特性，由于进行变换的是电流（代表磁通）的空间矢量，所以通过这种变换实现的控制方式叫作矢量控制。
2.2 矢量控制的特性
矢量控制是基于电机多项静态和动态参数，经过复杂算法运算得到的高精度动态控制。
这些参数在U/f压频控制中是涉及不到的。
矢量控制变频器要在使用前必须进行电机参数的自动测量即电机辨识，不进行电机辨识变频器不能获取矢量控制所必须的参数，也就不能启动矢量控制功能。
根据是否采用脉冲编码器（PG）反馈电机转速，矢量控制可分为带编码器PG矢量控制（有速度反馈矢量控制）和无编码器矢量控制（无速度反馈矢量控制），有速度反馈的矢量控制系统具有机械特性硬，动态响应能力强，调速范围广等优点，无速度反馈的矢量控制系统因内部要通过输出电压和电流运行数据推算转速需要时间故其机械特性和动态响应能力都比有速度反馈矢量控制差一些，电机低频运行时，运行不够稳定。
2.3 矢量控制的应用
用户应用矢量控制变频调速系统时，首先必须进行电机辨识，电机辨识大致步骤：变频器与电机安装完毕，二者之间完成接线，把电机与其所带负载脱开。
再向变频器输入电机额定参数和基本控制参数后，选择变频器矢量控制模式，按照变频器菜单提示启动变频器电机辨识功能。
一般电机辨识所需时间在 1.0～1.5min。
如果实际条件不允许电机与负载脱开时，变频器在电机轻载条件下也能完成电机辨识，但在设备带负荷运行过程中矢量控制调速准确度差一些。
需要注意，变频器进行电机辨识时电机是可能旋转的，要防止造成伤害。
矢量控制变频调速系统的调速范围：对于多数恒转矩负载，应用无速度反馈的矢量控制是最佳选择；凡无法进行电机辨识的场合，矢量控制均不适用。
故矢量控制的应用是有限制的，主要限制有：
（1）矢量控制只能用于一台变频器控制一台电动机的情况下。
（2）电动机容量和变频器要求的配用电动机容量之间相差最多一个档。
3 两种控制方式的应用案例
3.1 U/f控制方式在黑水过滤系统中的应用
工艺过程简介：黑水过滤系统生产线，由真空过滤吸收装置和带式传送设备组成，传送设备由电机带动胶带及滤布运行。
其工作流程是首先工业废水经喷头流到带式传送设备滤布上然后经滤布下的真空吸收装置吸收滤布上的水分使废水中的煤渣留在滤布上，最后留在滤布上的煤渣经过胶带传送排出。
由于真空吸收过滤系统进行比较缓慢，所以要求传输设备运转速度不宜过快。
现采用ABB 变频器ACS550-023A-4驱动11KW电机
变频器主要参数设置：控制方式（9904）：选用U/f控制即标量控制。
U/f 曲线（2605）：线性U/f曲线。
经过变频器驱动的传送设备可以在低频8～12HZ平稳运行，转速可以灵活控制满足气化炉黑水过滤系统工艺需要。
3.2 矢量控制在捞渣机系统中的应用
工艺简介：捞渣机是气化炉用于排渣的主要设备，其设备主要由11KW异步电动机配备减速箱驱动，使其煤渣经轧板运输后排出。
由于捞渣机长时间长周期运行，处于节能及工艺需求采用了ACS550-023A-4 ABB变频器调速运行。
变频器主要参数设置：控制方式选择（9904）：考虑到捞渣机属于恒转矩负载且又不在低频运行故采用无速度反馈的矢量控制即无传感器速度控制方式。
经过变频器调速后的捞渣机系统实现了节能效果，但由于变频器在采用矢量控制前做电机辨识时，电动机未能脱开负载，故矢量控制准确性一般。
4 结束语
通过介绍变频调速系统U/f控制、矢量控制的概念及现场实际应用情况，对于在哪种负载及工况下选择哪种控制方式具有重要意义。
参考文献：
[1]黎冰.变频器实用手册.北京：化学工业出版社.2011.
[2]史国生.交直流调速系统.北京：化学工业出版社.2006.
[3]DriveIT交流传动ACS550-01变频器用户手册.。