交流变频调速系统控制方式
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控制和直接转矩控制理论 ， 阐述 矢 量 控 制 和直 接 转 矩 控 制 的 特 点 。 关 键 词 ： 流变 频 调 速 ；矢 量 控 制 ； 接 转 矩 控 制 交 直 中 图分 类 号 ： ６４ ２ Ｕ ７ ．３ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１７ ３ ８ （０ ６ ０ ７ ０ ６ ３— １５ ２ ０ ）３— ０— ３
在 本质 。
１ 交流变频控制方式的发展
对 变频 器 Ｕ Ｆ控制 系统 的 改 造 主 要 经 历 了 ／
三 个 阶段 。 第一 阶段 ：
ａ ）基本磁 通轨 迹 的电压空 间矢 量 （ 称磁 通 或
轨迹法 ） 。该 方法 以三相 波 形 的整 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 ， 次生 成 二相 调 制 波 形 。这 种方 法 被 称 一 为 电压 空 间矢量控 制 ；
动态 负载下 的电压控 制精 度和 稳定 度 ， 同时 ， 在一
定程 度上求 得 电流 波形 的改善 。
第二 阶段 ：
矢量 控 制 ， 称 磁 场 定 向 控 制 。它 是 ７ 也 ０年 代 初 由西 德 Ｂａｃ ｋ ｌ ｈ ｅＦ等 人 首先 提 出 ， ｓ 以直 流 电 动 机 和交 流 电 动 机 比较 的方 法 分 析 阐述 了该 原 理， 由此 开 创 了交 流 电 动 机 等 效 直 流 电动 机 控 制 的先 河 。它使 人 们 看 到 交 流 电动 机 尽 管 控 制 复 杂 ， 同样 可 以 实 现 转 矩 、 场 独 立 控 制 的 内 但 磁
（ ．Ｄ ｌ ｎＳ ｉｂ ｉ ｉｇＣ ．Ｌｄ ， ｉ ｎｎ ａｉ ０ ５ Ｃ ｉａ １ ａｉ ｈｐ ｕｌ ｎ ｏ ｔ． Ｌａ ｉｇＤ ｌ ｎ１６ ０ ， ｈｎ ； ａ ｄ ｏ ａ １ ２ ｈ ａＳ ｉ Ｄ ｖｌｐ ｅｔ Ｄ ｓ ｎＣ ｎｅ， ｕ ｅ Ｗｕ ａ ３ ０ ４ Ｃ ｉ ） ．Ｃ ｉ ｈｐ ｅ ｅ ｍ ｎ ＆ ｅｉ ｅ ｔｒＨ ｂ ｉ ｈ ｎ４ ０ ６ ， ｈｎ ｎ ｏ ｇ ａ
维普资讯
第 １卷 第 ３期
２０ ０ ６年 ６月 Βιβλιοθήκη 中 国舰船
研
究
Ｖ０ ．１ １ ＮＯ． ３
Ｃ ｉ ｅ ｅ Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｈ ｐ Ｒ ｓ ａｃ ｈ ｎ ｓ ｏ ｒ ａ ｆＳ ｉ ｅ ｅ ｒ ｈ
Ｊｎ ０ ６ ｕ ．２ ０
交流变频调速系统控制方 式
Ａｎａ ｙ ｉ ｆ Ｃｏ ｒ ｌＭ ｏ ｅ ｏ ｌ ｓｓ ｏ ｎｔ ｏ ｄ ｆ ＡＣ ｅ ｄ Ｒｅ ｕ ａ ｉ ｎ ｂｙ Ｓｐ ｅ ｇ ｌ ｔｏ
Ｆｒ ｑｕ ｎｃ ｎｖ ｒ ｉ ｎ ｅ ｅ ｙ Ｃｏ ｅ ｓｏ
Ｗａ ｇ ｎ Ｚｈｕ ｑ ａ ｇ —ｉｎ Ｚｈ ｎ ｉ ｅ ｇ Ｗｅ
本 较低 ， 缺点是 系统 性能不 高 ， 比较适 合应 用在 风 机、 水泵 等场合 。具 体来说 ， 其控 制 曲线会 随着 负 载 的变化 而变 化 ， 矩 响应 慢 ， 矩 利 用 率 不 高 ， 转 转
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 。
王祖 强 郑 炜
（ １大连 造船集 团有 限公 司 ； 宁 大连 ｌ６ ０ ； 辽 １０ ５
２ 中国舰船研 究设 计 中心 ，湖 北 武汉 ４ ０ ６ ） ３ ０ ４
摘 要 ： 期 通 用 变 频 器 大 多 为 开 环 恒 压 比 的控 制 方 式 ， 制 曲线 不 稳 定 。着 重 分 析 和 比 较 现 在 流行 的 矢 量 早 控
早期 通 用 变 频器 大 多 数 为 开 环 恒 压 比 （ Ｆ
＝
建 相 电流 ， 由此 估算 出磁链 幅值 ， 并通 过反 馈控 制 来 消除低速 时定 子 电阻对 性能 的影 响 ； ｄ ）将 输 出 电压 、 流进 行 闭环 控 制 ， 电 以提 高
常数 ） 的控制 方式 ， 其优 点 是 控 制结 构 简 单 ， 成
控制和直接转矩控制理论 ， 阐述 矢 量 控 制 和直 接 转 矩 控 制 的 特 点 。 关 键 词 ： 流变 频 调 速 ；矢 量 控 制 ； 接 转 矩 控 制 交 直 中 图分 类 号 ： ６４ ２ Ｕ ７ ．３ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１７ ３ ８ （０ ６ ０ ７ ０ ６ ３— １５ ２ ０ ）３— ０— ３
在 本质 。
１ 交流变频控制方式的发展
对 变频 器 Ｕ Ｆ控制 系统 的 改 造 主 要 经 历 了 ／
三 个 阶段 。 第一 阶段 ：
ａ ）基本磁 通轨 迹 的电压空 间矢 量 （ 称磁 通 或
轨迹法 ） 。该 方法 以三相 波 形 的整 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 ， 次生 成 二相 调 制 波 形 。这 种方 法 被 称 一 为 电压 空 间矢量控 制 ；
动态 负载下 的电压控 制精 度和 稳定 度 ， 同时 ， 在一
定程 度上求 得 电流 波形 的改善 。
第二 阶段 ：
矢量 控 制 ， 称 磁 场 定 向 控 制 。它 是 ７ 也 ０年 代 初 由西 德 Ｂａｃ ｋ ｌ ｈ ｅＦ等 人 首先 提 出 ， ｓ 以直 流 电 动 机 和交 流 电 动 机 比较 的方 法 分 析 阐述 了该 原 理， 由此 开 创 了交 流 电 动 机 等 效 直 流 电动 机 控 制 的先 河 。它使 人 们 看 到 交 流 电动 机 尽 管 控 制 复 杂 ， 同样 可 以 实 现 转 矩 、 场 独 立 控 制 的 内 但 磁
（ ．Ｄ ｌ ｎＳ ｉｂ ｉ ｉｇＣ ．Ｌｄ ， ｉ ｎｎ ａｉ ０ ５ Ｃ ｉａ １ ａｉ ｈｐ ｕｌ ｎ ｏ ｔ． Ｌａ ｉｇＤ ｌ ｎ１６ ０ ， ｈｎ ； ａ ｄ ｏ ａ １ ２ ｈ ａＳ ｉ Ｄ ｖｌｐ ｅｔ Ｄ ｓ ｎＣ ｎｅ， ｕ ｅ Ｗｕ ａ ３ ０ ４ Ｃ ｉ ） ．Ｃ ｉ ｈｐ ｅ ｅ ｍ ｎ ＆ ｅｉ ｅ ｔｒＨ ｂ ｉ ｈ ｎ４ ０ ６ ， ｈｎ ｎ ｏ ｇ ａ
维普资讯
第 １卷 第 ３期
２０ ０ ６年 ６月 Βιβλιοθήκη 中 国舰船
研
究
Ｖ０ ．１ １ ＮＯ． ３
Ｃ ｉ ｅ ｅ Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｈ ｐ Ｒ ｓ ａｃ ｈ ｎ ｓ ｏ ｒ ａ ｆＳ ｉ ｅ ｅ ｒ ｈ
Ｊｎ ０ ６ ｕ ．２ ０
交流变频调速系统控制方 式
Ａｎａ ｙ ｉ ｆ Ｃｏ ｒ ｌＭ ｏ ｅ ｏ ｌ ｓｓ ｏ ｎｔ ｏ ｄ ｆ ＡＣ ｅ ｄ Ｒｅ ｕ ａ ｉ ｎ ｂｙ Ｓｐ ｅ ｇ ｌ ｔｏ
Ｆｒ ｑｕ ｎｃ ｎｖ ｒ ｉ ｎ ｅ ｅ ｙ Ｃｏ ｅ ｓｏ
Ｗａ ｇ ｎ Ｚｈｕ ｑ ａ ｇ —ｉｎ Ｚｈ ｎ ｉ ｅ ｇ Ｗｅ
本 较低 ， 缺点是 系统 性能不 高 ， 比较适 合应 用在 风 机、 水泵 等场合 。具 体来说 ， 其控 制 曲线会 随着 负 载 的变化 而变 化 ， 矩 响应 慢 ， 矩 利 用 率 不 高 ， 转 转
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 。
王祖 强 郑 炜
（ １大连 造船集 团有 限公 司 ； 宁 大连 ｌ６ ０ ； 辽 １０ ５
２ 中国舰船研 究设 计 中心 ，湖 北 武汉 ４ ０ ６ ） ３ ０ ４
摘 要 ： 期 通 用 变 频 器 大 多 为 开 环 恒 压 比 的控 制 方 式 ， 制 曲线 不 稳 定 。着 重 分 析 和 比 较 现 在 流行 的 矢 量 早 控
早期 通 用 变 频器 大 多 数 为 开 环 恒 压 比 （ Ｆ
＝
建 相 电流 ， 由此 估算 出磁链 幅值 ， 并通 过反 馈控 制 来 消除低速 时定 子 电阻对 性能 的影 响 ； ｄ ）将 输 出 电压 、 流进 行 闭环 控 制 ， 电 以提 高
常数 ） 的控制 方式 ， 其优 点 是 控 制结 构 简 单 ， 成