變頻器的控制方式及合理選用

1. 變頻器的控制方式
低壓通用變頻強輸出電壓在380 ~ 650V，輸出功率在0.75 ~ 400kW，工作頻率在0 ~ 400Hz，它的主電路都采用交-直-交電路。其控制方式經歷以下四代。
（1）第一代以U/f = C，正弦脈寬調制（SPWM）控制方式。其特點是：控制電路結構簡單、成本較低，但系統性能不高、控制曲線會隨負載的變化而變化，轉矩響應慢、電機轉矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區效應的存在而性能下降，穩定性變差等。
（2）第二代以電壓空間矢量（磁通軌跡法），又稱SVPWM控制方式。它是以三相波形整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉磁場軌跡為目的，一次生成三相調制波形。以內切多邊形逼近圓的方式而進行控制的。經實踐使用后又有所改進：引入頻率補償，能消除速度控制的誤差；通過反饋估算磁鏈幅值，消除低速時定子電阻的影響；將輸出電壓、電流成閉環，以提高動態的精度和穩定度。但控制電路環節較多，且沒有引入轉矩的調節，所以系統性能沒有得到根本改善。
（3）第三代以矢量控制（磁場定向法）又稱VC控制。其實質是將交流電動機等效直流電動機，分別對速度，磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉子磁鏈，以轉子磁通定向，然后分解定子電流而獲得轉矩和磁場兩個分量，經坐標變換，實現正交或解耦控制。然而轉子磁鏈難以準確觀測，以及矢量變換的復雜性，實際效果不如理想的好。
（4）第四代以直接轉矩控制，又稱DTC控制。其實質不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉矩直接作為被控制量來實現的。具體方法是：
? 控制定子磁鏈——引入定子磁鏈觀測器，實現無速度傳感器方式；
? 自動識別（ID）——依靠精確的電機數學模型，對電機參數自動識別；
? 算出實際值——對定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實際的轉矩、定子磁鏈、轉子速度進行實時控制；
? 實現Band - Band控制——按磁鏈和轉矩的Band - Band控制產生PWM信號，對逆變器開關狀態進行控制；
? 具有快速的轉矩響應（<2ms），很高的速度精度（±2%，無PC反饋），高轉矩精度（<+3%）。
? 具有較高的起動轉矩及高轉矩精度，尤其在低速時（包括0速度時），可輸出150% ~ 200%轉矩。

2. 控制方式的合理選用
控制方式是決定變頻器使用性能的關鍵所在。目前市場上低壓通用變頻器品牌很多，包括歐、美、日及國產的共約50多種。選用變頻器時不要認為檔次越高越好，其實只要按負載的特性，滿足使用要求就可，以便做到量才使用、經濟實惠。附表 中參數供選用時參考。