变频控制方式的变迁——德力西变频器

在实践调速过程中，一个普通的频率可调的沟通电源并不能满足对异步电动机进行调速操控的要求，还必须考虑到有效使用电动机磁场、抑制发动电流和得到抱负的转矩特性，如低频转矩特性等方面的问题。

　　为了得到较为抱负的变频调速作用，在变频操控技能的发展过程中选用了V/f操控办法、转差频率操控办法、矢量操控办法和直接转矩操控办法等。

　　1、变频操控办法之V/f操控

　　V/f操控办法便是指在变频调速过程中，为了坚持主磁通的稳定而确保电动机出力，电压和频率的比值坚持必定，即V/f=常数的操控办法。如对于380V、50Hz电动机，当运转频率为40Hz时，要坚持V/f稳定，则40Hz时电动机的供电电压为380×(40/50)=304V。

　　这种变频器的性价比较高，被广泛使用于以节能为目的和对速度精度要求不高的各种场合中，是变频器的根本操控办法。但在速度操控方面不能给出满意的操控功能，并且在输出频率较低时，因输出电压下降，定子绕组电流减小，电动机转矩缺乏，需将输出电压恰当进步，以进步电动机转矩，，进行转矩补偿。

　　2、变频操控办法之转差频率操控

　　这是一种进行速度反馈操控的闭环操控办法，其动、静态功能都优于V/f操控办法，因而，能够应用于对速度和精度有较高要求的各种调速体系。可是，因为选用这种操控办法的变频器在操控功能上比矢量操控变频器差，而两者硬件电路的复杂程度又相当，所以目前选用转差频率操控办法的变频器已根本上被矢量操控变频器所取。

　　3、变频操控办法之矢量操控

　　矢量操控，也称磁场定向操控。20世纪70年代初由西德F·Blasschke等人首先提出，并以直流电动机和沟通电动机比较的办法阐述了这一原理。

　　该办法仿照直流电动机的操控办法，选用矢量坐标改换，将异步电动机的定子电流分为发生磁场的电流重量(励磁电流)和笔直的发生转矩的电流重量(转矩电流)，一起操控异步电动机定子电流的幅值和相位，即操控定子电流矢量，故称为矢量操控办法。该操控办法

　　坚持了电动机磁通的稳定，从而达到良好的转矩操控功能，实现高功能操控。

　　矢量操控办法的出现，使异步电动机变频调速在电动机的调速领域里全方位的处于优势位置。它有许多优点，能够从零转速进行操控，调速范围宽，能够对转矩进行准确操控，体系呼应速度快，加/减速功能好。因而，该操控办法被广泛应用在调速功能要求较高的调速体系中。可是，矢量操控技能需要对电动机参数进行正确估算，如何进步参数的准确性是一向研究的论题。

　　4、变频操控办法之直接转矩操控

　　直接转矩操控技能，是使用空间矢量、定子磁场定向的剖析办法，直接在定子坐标系下剖析异步电动机的数学模型，计算与操控异步电动机的磁链和转矩，选用离散的两点式调节器(Band-Band操控)，把转矩检测值与转矩给定值作比较，使转矩波动限制在必定的容差范围内，容差的大小由频率调节器来操控，并发生PWM脉宽调制信号，直接对逆变器的开关状态进行操控，以获得高动态功能的转矩输出。它的操控作用不取决于异步电动机的数学模型是否能够简化，而是取决于转矩的实践状况。它不需要将沟通电动机与直流电动机作比较、等效、转化，即不需要仿照直流电动机的操控。因为它省掉了矢量改换办法的坐标改换与计算和为解耦而简化异步电动机数学模型，没有通常的PWM脉宽调制信号发生器，所以它的操控结构简单、操控信号处理的物理概念明确、体系的转矩呼应敏捷且无超调，是一种具有高静、动态功能的沟通调速办法。与矢量操控办法比较，直接转矩操控磁场定向所用的是定制磁链，它选用离散的电压状态和六边形磁链轨道或近似圆形磁链轨道概念。只需知道钉子电阻就能够把它观测出来。而矢量操控磁场定向所用的便是转子磁链，观测转子磁链需要知道电动机转子电阻和电感。因而，直接转矩操控大大减小了矢量操控技能中操控功能易受参数变化影响的问题。

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