变频器矢量控制和V_F控制在一台电动机上的应用
转矩控制矢量控制和VF控制解析
转矩控制矢量控制和V F控制解析IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】转矩控制、矢量控制和VF控制解析1.变转矩就是负载转矩随电机转速增大而增大，是非线性变化的，如风机水泵恒转矩就是负载转矩不随电机转速增大而增大，一般是相对于恒功率控制而言。
如皮带运输机提升机等机械负载控制就是变频器输出频率与输出电压比值为恒定值或正比。
例如：50HZ时输出电压为380V,25HZ时输出电压为190V即恒磁通控制；转矩不可控，系统只是一个以转速物理量做闭环的单闭环控制系统，他只能控制电机的转速根据电机原理可知，三相异步电机定子每相电动势的有效值：E1=4.44f1N1Φm式中：E1--定子每相由气隙磁通感应的电动势的有效值，V；f1--定子频率，Hz；N1——定子每相绕组有效匝数；Φm-每极磁通量由式中可以看出，Φm的值由E1/f1决定，但由于E1难以直接控制，所以在电动势较高时，可忽略定子漏阻抗压降，而用定子相电压U1代替。
那么要保证Φm不变，只要U1/f1始终为一定值即可。
这是基频以下调时速的基本情况，为恒压频比（恒磁通）控制方式，属于恒转矩调速。
基准频率为恒转矩调速区的最高频率，基准频率所对应的电压为即为基准电压，是恒转矩调速区的最高电压，在基频以下调速时，电压会随频率而变化，但两者的比值不变。
在基频以上调速时，频率从基频向上可以调至上限频率值，但是由于电机定子不能超过电机额定电压，因此电压不再随频率变化，而保持基准电压值不变，这时电机主磁通必须随频率升高而减弱，转矩相应减小，功率基本保持不变，属于恒功率调速区。
3.矢量控制，把输出电流分励磁和转矩电流并分别控制，转矩可控，系统是一个以转矩做内环，转速做外环的双闭环控制系统。
它既可以控制电机的转速，也可以控制电机的扭矩。
矢量控制时的速度控制（ASR）通过操作转矩指令，使得速度指令和速度检出值（PG的反馈或速度推定值）的偏差值为0。
vf控制原理
vf控制原理
VF控制原理。
VF控制原理是指变频器控制系统中的一种控制方式，通过改变电机的供电频率和电压来实现对电机的精确控制。
在工业自动化领域，VF控制原理被广泛应用于各种电机驱动系统中，能够有效提高设备的运行效率和精度。
首先，VF控制原理的核心在于变频器。
变频器是一种能够根据需要改变输出电压和频率的电力调节设备，通过变频器可以实现对电机的精确控制。
在VF控制原理中，变频器会根据电机的负载情况和运行需求，动态调整输出电压和频率，从而实现对电机的精准控制。
其次，VF控制原理可以实现对电机的无级调速。
传统的电机调速系统往往采用机械变速或者多级变压调速，这种方式存在调速精度低、能耗高、噪音大等问题。
而采用VF控制原理，可以实现对电机的无级调速，调速范围广，调速精度高，能够满足不同工况下对电机运行速度的要求。
此外，VF控制原理还具有能耗低、运行平稳、维护成本低等优点。
由于采用VF控制原理可以根据实际负载情况动态调整电机的运行参数，因此能够有效降低电机的能耗。
同时，VF控制原理可以实现电机的平稳启动和停止，减少了电机在启动和停止过程中的冲击和损耗，延长了电机的使用寿命。
此外，VF控制原理还可以实现对电机的远程监控和故障诊断，能够及时发现并排除电机运行中的问题，降低了维护成本。
综上所述，VF控制原理是一种先进的电机控制方式，具有精准控制、无级调速、能耗低、运行平稳、维护成本低等优点。
在工业自动化领域得到了广泛应用，为提高设备的运行效率和精度发挥了重要作用。
随着科技的不断发展，VF控制原理将会在更多领域得到应用，为电机控制技术的进步和发展做出贡献。
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。
变频调速开环vf控制系统参数的设置与应用
课程设计三相异步电动机(15KW电机）变频调速开环V/F控制系统参数的设置与应用（616G5）学校:XXXX大学院系:机电工程学院专业:电气工程及其自动化指导老师:XXX姓名:XXX学号:0805107XX设计要求学生应熟悉各种电气设备，电动机，变频器，传感器，PID调节器等。
要求完成资料收集工作、提出设计方案并完成全部设计工作。
在设计工作中，对所提供的各部分图纸应符合制图标准，并要求所有电气工程符号应采用国家统一标准。
目录一交流调速系统概述二变频调速系统概述三电机选择及参数四安川变频器（616g5）特点与优势五三相异步电动机（5.5KW）变频调速开环V/F控制系统（616g5）参数设定六结束语参考文献一交流调速系统概述1.1 交流调速系统的特点对于可调速的电力拖动系统，工程上往往把它分为直流调速系统和交流调速系统两类。
这主要是根据采用什么电流制型式的电动机来进行电能与机械能的转换而划分的，所谓交流调速系统，就是以交流电动机作为电能—机械能的转换装置，并对其进行控制以产生所需要的转速。
纵观电力拖动的发展过程，交、直流两大调速系统一直并存于各个工业领域，虽然由于各个时期科学技术的发展使得它们所处的地位有所不同，但它们始终是随着工业技术的发展，特别是随着电力电子元器件的发展而在相互竞争。
在过去很长一段时期，由于直流电动机的优良调速性能，在可逆、可调速与高精度、宽调速范围的电力拖动技术领域中，几乎都是采用直流调速系统。
然而由于直流电动机其有机械式换向器这一致命的弱点，致使直流电动机制造成本高、价格昂贵、维护麻烦、使用环境受到限制，其自身结构也约束了单台电机的转速，功率上限，从而给直流传动的应用带来了一系列的限制。
相对于直流电动机来说，交流电动机特别是鼠笼式异步电动机具有结构简单，制造成本低，坚固耐用，运行可靠，维护方便，惯性小，动态响应好，以及易于向高压、高速和大功率方向发展等优点。
因此，近几十年以来，不少国家都在致力于交流调速系统的研究，用没有换向器的交流电动机实现调速来取代直流电动机，突破它的限制。
变频器矢量控制与VF控制
变频器矢量控制与VF控制矢量控制概念: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。
变频器矢量控制与VF控制
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。
变转矩和恒转矩、矢量控制和VF控制的区别
简单举例变转矩就是负载转矩随增大电机转速而增大，如风机水泵恒转矩就是负载转矩不随电机转速增大而增大，如皮带运输机提升机等机械负载VF控制就是变频器输出频率与输出电压比值为恒定值或正比例50HZ时输出电压为380V,25HZ时输出电压为190V即恒磁通控制矢量控制，把输出电流分励磁和转矩电流并分别控制矢量控制时的速度控制（ASR）通过操作转矩指令，使得速度指令和速度检出值（PG 的反馈或速度推定值）的偏差值为0。
带PG 的V/f 控制时的速度控制通过操作输出频率，使得速度指令和速度检出值（PG 的反馈或速度推定值）的偏差值为0。
一、V/F控制方式变频器采用V/F控制方式时，对电机参数依赖不大，一般强调“空载电流”的大小。
由于我们采用矢量化的V/F控制方式，故做电机参数静止自整定还是有必要的。
不同功率段的变频器，自学习后的空载电流占额定电流大小百分比也是不同的。
一般有如下百分比数据：5.5kW~15 kW,空载电流P9.05的值为30%~50%的电机额定电流；3.7 kW及以下的，空载电流P9.05的值为50%左右的电机额定电流；特殊情况时，0.4 kW、0.75 kW、1.5 kW，空载电流P9.05的值为70%~80%的电机额定电流；有的0.75 kW功率段，参数自整定后空载电流为电机额定电流的90%。
空载电流很大，励磁也越大。
何为矢量化的V/F控制方式，就是在V/F控制时也将输入电流量进行解耦控制，使控制更加精确。
变频器输出电流包括两个值：空载电流和力矩电流，输出电流I的值为空栽电流Im和力矩电流It平方和后开2次方。
故空载电流是影响变频器输出电流的主要因素之一。
V/F控制时输出电压与运行频率之比为一定值：即U/F=K（K为常数），P0.12=最大输出电压U，P0.15=基频F。
上图中有个公式，描述转矩、转速、功率之间的关系。
变频器在基频以下运行时，随着速度增快，可以输出恒定的转矩，速度增大不会影响转矩的输出；变频器在基频以上运行时，只能保证输出额定的功率，随着转速增大，变频器不能很好的输出足够大的力；有时候变频器速度更快，高速运行时，处于弱磁区，我们必须设置相应的参数，以便让变频器适应弱磁环境。
变频器的分类作用及工作原理
变频器的分类作用及工作原理变频器是一种能够改变电源输入频率的电力转换器。
它可以将固定频率的交流电转换为可调节频率的交流电，从而使电动机实现步骤或无极调速，大大提高了电动机的效率和控制性能。
下面将详细介绍变频器的分类、作用以及工作原理。
一、变频器的分类：1.按控制方式分类：开环变频器和闭环变频器。
开环变频器只能单向探测电机转速，无法进行反馈控制；闭环变频器能够通过反馈装置实时感知电机的转速并进行调整。
2.按输出电压分类：单相变频器和三相变频器。
单相变频器输出电压只有一个相位，适用于单相电动机的调速；三相变频器输出电压具备三相电流相位，适用于三相电动机的调速。
3.按拓扑结构分类：单级变频器和多级变频器。
单级变频器电路简单，适用于小功率电动机的调速；多级变频器能够提供更高的输出电压和电流，适用于大功率电动机的调速。
4.按调速性能分类：V/F控制变频器、矢量控制变频器和直接转矩控制变频器。
V/F控制变频器能够实现简单的速度调节；矢量控制变频器在速度和转矩控制上具备更高的精度；直接转矩控制变频器能够实现更精准的速度和转矩控制。
二、变频器的作用：1.电机调速：变频器能够调控电动机的转速，使其实现步骤或无级调速。
2.节能降耗：变频器通过实时调节电机的转速，避免了电机在运行过程中的过度能量消耗，降低了能耗。
3.保护电机：变频器能够监测电机的工作状态，及时发现异常情况并对电机进行保护，延长了电机的使用寿命。
4.改善运行平稳性：变频器通过控制电机的转速和起停过程中的电流变化，使电机运行更加平稳，减少机械部件的磨损。
5.提高生产效率：变频器具备快速启动和停止的功能，能够提高生产线的效率和灵活性。
三、变频器的工作原理：变频器通过将输入的固定频率交流电源转换为可调节频率的交流电源，从而实现电机的调速控制。
其工作原理主要包括整流、滤波、逆变和控制四个阶段：1.整流：变频器首先将输入的交流电源通过整流器转换为直流电压。
整流器通常使用整流桥等电路将交流电转换为直流电。
变频器方案
变频器方案1. 简介变频器是一种将电源交流电转换为可调变频交流电的装置。
它在工业应用中广泛用于调速控制和能源节约方面。
本文将介绍变频器的原理和应用，以及几种常见的变频器方案。
2. 变频器原理变频器的工作原理简单来说，就是通过改变输入交流电的频率和电压来控制电动机的转速。
它主要由以下几个部分组成：2.1 整流器整流器将输入的交流电转换为直流电。
一般采用整流桥电路或者整流器模块来实现。
2.2 滤波器滤波器用于滤除整流后产生的脉动直流电的纹波。
常用的滤波电路有电容滤波和电感滤波。
2.3 逆变器逆变器将滤波后的直流电转换为可调变频的交流电。
逆变器的输出频率和电压可以通过调节逆变器的控制信号实现。
2.4 控制电路控制电路负责接收用户的指令，并控制逆变器的输出频率和电压。
一般采用微处理器或者可编程逻辑控制器（PLC）来实现。
3. 变频器的应用由于变频器具有调速灵活、节能降耗等优点，因此在许多工业领域得到了广泛应用。
下面介绍几个常见的变频器应用场景。
3.1 泵类设备在水泵等设备中，通过控制变频器的输出频率，可以实现对水泵的流量和压力的精确控制。
这样可以根据实际需要调节水泵的工作状态，提高能源利用效率。
3.2 风机类设备风机类设备如风扇和风机，在一些应用场景中需要根据不同的工作负载进行转速调节。
通过采用变频器方案，可以根据实际需要调节风机的转速和风量，提高风机的运行效率。
3.3 电梯系统在电梯系统中，变频器的使用可以实现对电梯的平稳运行和精准调速。
通过控制变频器的输出频率和电压，可以使电梯在不同负载情况下保持平稳运行，提高乘坐舒适度。
4. 常见的变频器方案下面介绍几种常见的变频器方案。
4.1 矢量控制方案矢量控制方案是一种较为精确的变频器控制方案。
它通过测量和控制电动机的磁场和转子位置，实现对电机的精准控制。
矢量控制方案适用于对控制精度要求较高的应用场景，如机床、印刷机等。
4.2 V/F控制方案V/F控制方案是一种简单而广泛采用的变频器控制方案。
矢量与VF区别
变频器矢量控制与V/F控制区别V/F控制矢量控制母线电压利用率86% 98%低频带载能力0.5Hz带100%负载0.5Hz带150%负载动态响应对瞬态变化响应慢，在负载突变时，转矩和转速震荡对瞬态变化快速响应，保持转矩和转速的平稳V/F控制：就是保证输出电压跟频率成正比的控制这样可以使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生，多用于风机、泵类节能型变频器用压控振荡器实现。
异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果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。
因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。
V/F控制－控制简单,通用性强,经济性好,用于速度精度要求不十分严格或负载变动较小的场合。
从本质上讲，V/F控制实际上控制的是三相交流电的电压大小和频率大小，然而交流电有三要素，就是除了电压大小和频率之外，还存在相位。
V/F控制没有对电压的相位进行控制，这就导致在瞬态变化过程中，例如突加负载的时候，电机转速受冲击会变慢，但是电机供电频率也就是同步速还是保持不变，这样异步电机会产生瞬时失步，从而引起转矩和转速振荡，经过一段时间后在一个更大转差下保持平衡。
这个瞬时过程中没有对相位进行控制，所以恢复过程较慢，而且电机转速会随负载变化，这就是所谓VF控制精度不高和响应较慢的原因。
我们公司变频器为V/F控制时，参数调节简单，提高VF控制性能的主要方法有：低频力矩补偿、死区补偿、震荡抑制、转速跟踪、滑差补偿等，可以适用于80%以上的工况。
可以通过F1.15~F1.23参数任意设置V/F曲线，满足不同条件下的需求。
矢量控制：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。
闭环矢量控制与闭环V-f控制原理区别
闭环矢量控制与闭环V/f控制原理的区别
闭环矢量控制与闭环V/f控制在安装编码器PG上有共同点，而且都有类似的PID环以及相应的参数设置，好像给人一种雷同的感觉。
但两者存在着很大的区别，主要一点在于前者是矢量控制，而后者属于传统的V/f控制。
下面对比一下闭环矢量控制与闭环V/f控制的原理框图，分别如图1、图2中所示。
矢量控制时的速度控制ASR是把速度指令和速度反馈信号进行差值比较，然后进行PI控制后，经过一定的滤波时间，再经过转矩限定，输出转矩电流，进入转矩环控制；而闭环V/f控制是将速度指令和速度反馈信号的偏差调为零，PID的结果只是去直接控制变频器的频率输出。
图1 闭环矢量控制原理框图
图2 闭环V/f控制原理框图
除了控制原理上的区分外，闭环矢量控制与闭环V/f控制还有以下几点不同。
(1)控制精度不同。
闭环矢量控制的速度控制精度能达到0.05%，而闭环V/f控制则只有0.5%（相当于无传感器矢量控制的水平）。
(2)启动转矩不同。
闭环矢量控制的启动转矩可达到200%/0Hz，而闭环V/f控制则只有180%/0. 5Hz。
(3)安装方式不一样。
闭环矢量控制的编码器安装要求非常严格，必须与电动机或齿轮电动机的轴一致；而闭环V/f控制则可以安装在传动点的任意一个位置。
(4)编码器选型不一样。
带速度传感器矢量的编码器要求比较严格，通常都要求二相输入；而闭环V/f控制则可以只要求一相输入，甚至可以用高性能接近开关替代。
(5)编码器断线停机方式不一样。
闭环矢量控制的编码器断线故障检出后，将不得不自由停车；而闭环V/f控制还可以在频率指令下继续运行开环V/f控制。
VF控制和矢量控制的区别
V F控制和矢量控制的区别V/F控制和矢量控制的区别2010年08月16日1、变频器变频变压第一个遇到的问题是如何生成正弦波交流电2、如果生成正弦波交流电那么电机气隙就是理想圆形旋转磁场轨迹3、用PWM调宽调制波代替正弦波尽管具体操作方式不同但本质都是一样的4、为了保持定子气隙磁场的稳定采取U/F为定值的输出方式5、这样变频器首先实现了输出电压、频率的自动控制即同步转速n1的闭环控制6、由于电动机在其稳定运行区依靠转子转速n2的微小变化控制电磁转矩的大小跟随负载变化具有机械的硬特性可认为转子转速n2基本不变为恒速电机7、这种只控制输出频率、控制同步转速n1即同步转速n1的闭环控制依靠异步电机的机械硬特性实现异步电机转子的异步控制已经能够满足众多负载的调速要求1、但是与直流电机转子转速的闭环控制相比机械特性还不很硬即异步电机变频控制还不是转子转速n2的精确闭环控制2、如何实现变频器的转子转速n2的精确闭环控制首先要解决的是转子电磁转矩的控制、变频器的能力是变频、变压即控制同步转速n1 4、而异步转子电磁转矩的大小与电压U、转差及转差率S有直接关系5、而同步转速n1与转差、转差率S有关6、如果检测转子转速n2的变化给定转子转速n2比较控制同步转速n1就实现了转子电磁转矩的跟随负载大小的控制从而实现转子转速n2的闭环控制达到直流电机的硬特性7、这就是所谓矢量控制的物理本质8、如果检测转子转速n2的变化给定转子转速n2比较控制U也就实现了转子电磁转矩的跟随负载大小的控制从而实现转子转速n2的闭环控制达到直流电机的硬特性9、这就是所谓直接转矩控制的物理本质1、实际上U/F控制的本质就是n1的闭环控制转矩控制的本质就是n2的闭环控制2、不管那种控制都是通过PWM调宽调制的包络实现的只是闭环控制参数的不同而电机的机械特性硬度不同适应不同负载的需要而已变频器控制方式低压通用变频输出电压为380650V输出功率为0.75400kW工作频率为0400Hz它的主电路都采用交直交电路。
变频调速的几种控制方式
变频调速的几种控制方式
1、V/f协调控制
交流电动机的感应电势E=4.44Nf（N为绕组有效匝数）。忽略定子绕组的阻抗，定子电压U≈E=4.44Nf。当改变频率f调速时，如电压U不变，则会影响磁通。例如，当电机供电频率降低时，若保持电机的端电压不变，那末电机中的匝数将增大。由于电机设计时的磁通选为接近饱和值，匝数的增大将导致电机铁心饱和。铁心饱和后将造成电机中流过很大的励磁电流，增加铜耗和铁耗。而当供电频率增加，电机将出现欠励磁。因为T=CmI2′cosφ2（Cm为电机结构决定的转矩系数，I2′为转子电流折算值，cosφ2为转子功率因数），磁通的减小将会引起电机输出转矩的下降。因此，在改变电机的频率时，应对电机的电压或电势同时进行控制，即变压变频（VVVF）。
矢量控制可以获得和直流电动机相媲美的优异控制性能。
3、直接转矩控制
直接转矩控制也是分别控制异步电动机的转矩和磁链，只是它选择定子磁链作为被控制的对象，而不像矢量控制系统那样选择了转子磁链，因此可以直接在定子坐标上计算与控制交流电动机的转矩。即通过实时检测磁通幅值和转矩值，分别与给定值比较，由磁通和转矩调节器直接输出，共同形成PWM逆变器的空间电压矢量，实现对磁链和转矩的直接闭环控制。它不需要分开的电压控制和频率控制，也不追求单相电压的正弦，而是把逆变器和电机视为整体，以三相波形总体生成为前提，使磁通、转矩跟踪给定值，磁链逼近圆形旋转磁场。
2、矢量控制
众所周知，直流电动机具有优良的调速和起动性能，是因为T=CmIa，励磁绕组和电枢绕组各自独立，空间位置互差90°，因而和电枢电流Ia产生的磁通正交，如忽略电枢反应，它们互不影响；两绕组又分别由不同电源供电，在恒定时，只要控制电枢电流或电枢电压便可以控制转矩。而异步电动机只有定子绕组与电源相接，定子电流中包含励磁电流分量和转子电流分量，两者混在一起（称为耦合），电磁转矩并不与定子电流成比例。矢量控制的思路就是仿照直流电动机的控制原理，将交流电机的动态数学方程式进行坐标变换，包括三相至二相的变换（3/2）和静止坐标与旋转坐标的变换，从而将定子电流分解成励磁分量和转矩分量（解耦），它们可以根据可测定的电动机定子电压、电流的实际值经计算求得，然后分别和设定值一起构成闭环控制，经过调节器的作用，再经过坐标反变换，变成定子电压的设定值，实现对逆变器的PWM控制。
变频器研究报告
变频器研究报告变频器研究报告引言：变频器是一种能够调节电机转速和电机输出功率的装置，通过调节电机的输入电压和频率，实现电机的速度控制和能量的调节。
随着电机驱动技术的发展，变频器在工业生产和家用电器领域得到了广泛应用。
本报告通过对变频器的原理、结构和控制方式进行研究，以及对其在不同领域的应用进行分析，总结了变频器的相关特点和发展趋势。
一、变频器的原理和结构变频器的原理是通过改变输入电源的频率来控制电动机的转速。
常见的变频器由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
整流器将交流电转换为直流电，滤波器将直流电转换为平滑的直流电，逆变器将直流电转换为交流电，并改变频率和电压来控制电机的转速。
二、变频器的控制方式变频器的控制方式主要包括V/F控制、矢量控制和直接扭矩控制三种。
V/F控制是根据电压和频率的比例关系来控制电机转速，适用于传统的非感应电动机。
矢量控制是通过对电机的电流和转矩进行精确控制，实现优化的速度和转矩响应。
直接扭矩控制是通过快速响应电机转矩需求，实现精确的转矩控制，适用于对转矩要求较高的场合。
三、变频器在工业生产中的应用1. 泵及风机控制：变频器可控制泵和风机的转速，实现节能降耗和运行效率的提高。
2. 机床控制：变频器可用于机床的进给和主轴驱动，实现进给速度和切削速度的灵活调节，提高加工质量和效率。
3. 电梯控制：变频器可控制电梯的运行速度和平稳性，实现舒适的乘坐体验和能耗的减少。
4. 轨道交通：变频器可用于地铁和列车的牵引和制动系统，实现能量回收和系统响应的精确控制。
四、变频器在家用电器中的应用1. 空调控制：变频器可控制空调的压缩机转速，实现温度调节和节能运行。
2. 洗衣机控制：变频器可控制洗衣机的电机转速和运行时间，实现洗涤过程的精细控制和能耗的降低。
3. 家用电器控制：变频器可用于各类家用电器的电机驱动，实现功率调整和节能运行。
结论：随着电机驱动技术的快速发展，变频器在工业生产和家用电器领域的应用越来越广泛。
关于变频器各参数之间的关系问题
关于变频器各参数之间的关系问题一、与频率相关的参数问题1.变频器的输出频率与输入侧频率无关。
因为常见的电压型变频器有dc电容的中间环节是交-直-交类型的。
2. 变频器输出频率取决于调制波频率。
3. IGBT的开关频率应至少是变频器输出频率的3倍，甚至更高。
载频越高，电流波形越好啊变频器的输出频率和输出电压基本成线性比例。
在负载不变的情况下，频率升高，电压升高，电流下降。
相反频率降低，电压减少，电流增大。
低速情况下，电流大。
二、变频器输入输出电流与负载的关系同一品牌的变频器都被分成两大类:"恒转矩式"和"变转矩式"后者内部所使用的IGBT功率要比前者小.应用于风机,水泵类(可变转矩设备)的控制.它的输入输出电流同负载的转速(转速越高负载越大)是正比关系,它也叫做"风机,水泵类变频器".所以把风机,水泵控制在低速时可以节能。
如果是前者("恒转矩式"变频器)要比较贵些,一般使用在:"恒转矩式的负载上(如:输送棍道,压边机,投料机等)则变频器的输入输入电流基本是恒定的.但是变频器的输出电流却是跟其输出频率成反比例关系,因为输出频率越低变频器的输出电压也越低,为了维持<恒转矩>所以输出电流只有升高了来保持恒定的输出功率P=V×I。
异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果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。
因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。
这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器V/F控制和矢量控制是不一样的。
这取决于负载特性和变频器设定的驱动特性。
变频器变频后输出的电流变大有的相关参数是变频器的输出没有设置好，检查变频器的输出电流，要么降低变频器的1：载波频率：降低2：转矩提升：降低3：自动稳压：关闭如果变频器应电流过大而跳闸，也许就是负载的问题。
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制造
Manufacturing
中国科技信息2013年第02期 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2013
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摘 要
从通用变频器的控制方式上分，变频器控制方式只有两大类：一类是V/F控制变频器，一类是矢量控制变频器。
以济钢炼铁厂2号高炉卷扬系统变频器为例，主要介绍矢量控制方式和V/F控制方式在一台电动机上的应用。
关键词
变频器；矢量控制；V/F控制
1 两类控制方式比较
1.1 V/F控制方式：
1.1.1 优点：普通型V/F通用变频器是转速开环控制，无需速度传感器，控制电路比较简单，电机选择通用标准异步电动机，因此通用性比较强，性能/价格比比较高。
1.1.2 缺点：
1.1.
2.1 不能恰当的调整转矩补偿和适应负载转矩的变化。
普通V/F通用变频器常用两种方法实现转矩提升功能：一种是在存储器中存入多种V/F函数的不同曲线图形，用户人为选择最佳曲线；另一种是根据定子电流的大小自动补偿定子电压。
选V/F曲线很难恰当调整电动机转矩，负载冲击或启动过快，有时会引起过电流跳闸。
由于定子电流不总是与转子电流成正比，所以根据定子电流调节变频器电压并不反映负载转矩。
因此，定子电压不能根据负载转矩的改变而恰当的改变电磁转矩。
特别是在低速下，定子电压的设定值较小，实现准确补偿是困难的。
由于定子电阻压降虽负载变化，当负载较重时可能补偿不足；较轻时可能产生过补偿，磁路过饱和。
这两种情况均可能引起变频器过电流跳闸。
1.1.
2.2 无法准确地控制电动机的实际转速。
由于普通V/F通用变频器是转速开环控制，由异步电动机的机械特性可知，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（负载）所决定，所以V/F控制方式存在稳态误差不能控制，无法准确控制电机准确电机的实际转速。
1.1.
2.3 转速极低时，由于转矩不足而无法克服较大的静摩擦力。
1.2 矢量控制方式：
分为无速度传感器矢量控制、有速度传感器控制，这种矢量控制调速装置可以精确设定和调节电动机的转矩，可以实现对转矩的限幅控制，因而性能较高，受电机参数变化的影响较小。
若调速范围不大，在1：10的速度范围内，常采用无速度传感器方式，转速/电流的实际值可以利用由微型机支持的对异步电动机进行模拟的仿真模型来计算；
若调速范围较大，即在极低的转速下也要求具有高动态性能和高转速精度时，采用有速度传感器方式，可采用脉冲式速度传感器，但安装麻烦，是整个传动系统中最不可靠环节。
采用矢量控制调速可与直流电动机调压
DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2013.02.052
变频器矢量控制和V/F控制在一台电动机上的应用
樊 磊
山东省章丘市济钢集团耐火材料有限责任公司炉料分厂 250200
时的调速性能相媲美。
2 济钢炼铁厂二号高炉卷扬拖动现状
2.1 主变频器采用美国AB公司生产的型号：AB1336PLUSⅡ，112KW，采用无速度传感器的矢量控制，2005年8月份调试使用，属于修旧利废。
备用变频器采用日本三垦Samco-i系列，型号：IPF-132K，132KW，采用V/F控制方式。
控制电机型号：YZR315M-10，75KW。
两套变频器能够切换。
2.2 卷扬上料系统要求变频器启动时全速启动，减速时两级减速，要求启动转矩足够，且不能过流，实现准确停车。
上料PLC 系统输出信号控制变频器动作，变频器工作状态反馈到PLC输入控制PLC输出，实现变频器与PLC闭环控制。
两套变频器用一套PLC程序控制。
3 三垦变频器V/F控制和AB变频器矢量控制在实际使用中的性能比较
表1 两种控制方式运行对比
3.1 采用矢量控制，电机启动电流明显减小，这样对电机线圈的电流冲击明显减小，对电机启动时的抱闸机械冲击明显减小。
保护设备。
3.2 采用矢量控制，加速电流基本无变化，全速电流减少明显，减速电流有少量减少，可以精确设定和调节电动机的转矩，可以实现对转矩的限幅控制，因而性能较高，受电机参数变化的影响较小。
转速/电流的实际值对异步电动机进行模拟的仿真模型来计算，准确可靠，节能明显。
3.3 采用矢量控制，电机加减速/运行中噪音明显减少，即电机线圈中无功能量的交换减少，使电机发热降低，减少电机的功率损耗，使变频器逆变部分对外干扰明显降低。
3.4 采用矢量控制，基频（50HZ）以上调速与以下调速方式一致，解决了V/F 控制方式下，基频（50HZ）以上与以下调速，变频器输出恒功率和恒转矩状态下带来的一系列问题。
4 变频器参数调整
变频器参数调整至关重要，有些参数要经过实践反复调整。
4.1 三垦V/F控制变频器较关键参数：4.1.1 转矩补偿：在低频区，为了补偿电机所产生的转矩不足，如果转矩提升过快，则会形成过电流状态，一般取3％左右。
4.1.2 启动频率：为变频器开始启动的频率，频率小于启动频率，变频器不会运
转。
启动频率越大，转矩大，易过流。
一般取2HZ～4HZ 。
4.1.3 启动延迟时间：从运转信号来到变频器启动之间的时间。
该值可设定为零，若设定较大数值，易造成变频器过流。
4.1.4 加减速时间，加减速点由电子主令参数控制，由于采用开环控制，加减速时间要在实践中反复摸索，即不能造成过流，又保证减速停车。
4.2 AB矢量控制变频器较关键参数：4.2.1 加减速时间，变频器采用智能化控制，能根据设定时间自动调整。
并且加速中电流数值分布均匀，减速中电流略有减小。
4.2.2 进行矢量控制首先根据电机空载时自动读入磁通电流、电压数值，建立矢量控制数学模型。
同型号电机也要分别进行磁通参数自动识别。
4.2.3 变频器输出采用数字输出电流的30％输出，供PLC控制，该值是调整输出转矩的关键参数。
5 PLC控制变频器传动系统注意事项及故障分析
5.1 在电源输入侧加装交流电抗器。
变频器功率因数在有输入交流电抗器时约为0.8～0.85，没有输入交流电抗器时约为0.6～0.8。
除能改善功率因数外，还能抑制输入电路中的浪涌电流，并能电源电压不平衡的影响，能改善变频器运行质量和滤波。
5.2 采用性能优越的变频器，性能好的变频器自身滤波功能强，能减少对外界干扰。
5.3 当变频器选定后，尽可能提高被干扰对象的抗干扰能力，例如：我厂2000年1号高炉料车频繁出现超卷掉道现象，检查系统正常，最后确认变频器对PLC220伏输出模块产生干扰，造成断电延时，料车超卷，在PLC输出模块输出端并接阻容吸收回路解决。
2005年2月2号高炉改造初期，料车间断出现中途停车现象，将停车因素程序监控，没发现问题，最后检查PLC主机外壳接地电阻较大，重新处理使接地电阻小于4欧姆后系统正常。
另外，控制线采用屏蔽线，来削弱电磁感应和静电感应；控制线尽可能与电源线分开；变频器输入/输出安装滤波器等隔离措施，都能将变频器传送到被干扰对象的干扰信号减弱。
5.4 变频器运转必须与PLC控制实现闭环控制，PLC控制变频器硬线连接环节尽可能减少，当环节增多时，接触电阻增大，当大到一定值时，变频器无法识别运转信号是否到来，造成变频器误动作。
例如：我厂2号高炉2005年8月份料车溜车现象就是变频器与PLC没有实行闭环控制，硬线控制环节过多造成料车溜车，万幸的是，料车没有从斜桥顶部掉下，否则后果不堪设想。
6 结语
综上比较实际运用中的情况，建议在较精确控制模式下，首先采用矢量控制模式，但带矢量控制的变频器价格较高。
作者简介
樊磊.学历：专科，职称：助理工程师，专业：电气。