變頻器的V/F控制與矢量控制U/f=C的正弦脈寬調制（SPWM）控制方式

其特點是控制電路結構簡單、成本較低，機械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調速要求，已在產業的各個領域得到廣泛應用。但是，這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低，轉矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出最大轉矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態轉矩能力和靜態調速性能都還不盡如人意，且系統性能不高、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。因此人們又研究出矢量控制變頻調速。

一、矢量控制（VC）方式

矢量控制變頻調速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉子磁場定向旋轉變換，等效成同步旋轉坐標系下的直流電流Im1、It1（Im1相當于直流電動機的勵磁電流；It1相當于與轉矩成正比的電樞電流），然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經過相應的坐標反變換，實現對異步電動機的控制。其實質是將交流電動機等效為直流電動機，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，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。矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。然而在實際應用中，由于轉子磁鏈難以準確觀測，系統特性受電動機參數的影響較大，且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉變換較復雜，使得實際的控制效果難以達到理想分析的結果。

V/F控制與矢量都是恒轉矩控制。U/F相對轉矩可能變化大一些。而矢量是根據需要的轉矩來調節的，相對不好控制一些。對普通用途。兩者一樣

1、矢量控制方式——

矢量控制，最簡單的說，就是將交流電機調速通過一系列等效變換，等效成直流電機的調速特性，就這么簡單，至于深入了解，那就得深入了解變頻器的數學模型，電機學等學科。

矢量控制原理是模仿直流電動機的控制原理，根據異步電動機的動態數學模型，利用一系列坐標變換把定子電流矢量分解為勵磁分量和轉矩分量，對電機的轉矩電流分量和勵磁分量分別進行控制。

在轉子磁場定向后實現磁場和轉矩的解耦，從而達到控制異步電動機轉矩的目的，使異步電機得到接近他勵直流電機的控制性能。

具體做法是將異步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和產生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以控制，并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。

2、V/F控制方式——

V/F控制，就是變頻器輸出頻率與輸出電壓的比值為恒定值或成比例。例如，50HZ時輸出電壓為380V的話，則25HZ時輸出電壓為190V。

變頻器采用V/F控制方式時，對電機參數依賴不大，V/f控制是為了得到理想的轉矩-速度特性，基于在改變電源頻率進行調速的同時，又要保證電動機的磁通不變的思想而提出的，通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結構非常簡單，但是這種變頻器采用開環控制方式，不能達到較高的控制性能，而且，在低頻時，必須進行轉矩補償，以改變低頻轉矩特性。

3、V/F這種控制方式多用于風機、泵類節能型變頻器。V與f的比例關系是考慮了電機特性而預先決定的。

4、矢量控制的應用場合一般是要求比較高的傳動場合。比如要求的恒轉矩調速范圍指標高，恒功率調速的范圍比較寬。

而且，矢量控制不同于V/F控制，它在低速時可以輸出100%的力矩，而V/F控制在低速時因力矩不夠而無法工作。

5、V/F控制特點——以控制速度為目的，控制特點控制精度不高，低速時，力矩明顯小，常用于變頻器一拖多場合下。

矢量控制特點——它有速度閉環，即從負載端測出實際的速度，并與給定值進行比較，能夠得到更高精度的速度控制，并且在低速時，也有最高的力矩輸出。

二、矢量控制系統原理

思路：矢量調速的目標——直流調速；努力實現勵磁電流與電樞電流的獨立控制；勵磁電流與電樞電流互差90度角。

原理：矢量控制的基本原理是通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉矩的目的。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和產生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以控制，并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。矢量控制方式又有基于轉差頻率控制的矢量控制方式、無速度傳感器矢量控制方式和有速度傳感器的矢量控制方式等。

比較：基于轉差頻率控制的矢量控制方式同樣是在進行U/f＝恒定控制的基礎上，通過檢測異步電動機的實際速度n，并得到對應的控制頻率f，然后根據希望得到的轉矩，分別控制定子電流矢量及兩個分量間的相位，對通用變頻器的輸出頻率f進行控制的。基于轉差頻率控制的矢量控制方式的最大特點是，可以消除動態過程中轉矩電流的波動，從而提高了通用變頻器的動態性能。早期的矢量控制通用變頻器基本上都是采用的基于轉差頻率控制的矢量控制方式。

三、矢量控制的實現

矢量控制基本理念

旋轉地只留繞組磁場無論是在繞組的結構上，還是在控制的方式上，都和直流電動機最相似。

設想，有兩個相互垂直的支流繞組同處于一個旋轉體中，通入的是直流電流，它們都由變頻器給定信號分解而來的。

經