近年來，隨著電力電子技術、微電子技術及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，生產(chǎn)工藝的改進及功率半導體器件價格的降低，變頻調(diào)速電機越來越被工業(yè)上所采用。如何選擇性能好的變頻器應用到工業(yè)控制中，是我們專業(yè)技術人員共同追求的目標。

         變頻調(diào)速電機及控制系統(tǒng)

          常見的變頻器的工作原理和控制方式：

          1、變頻器的工作原理

          我們知道，交流電動機的同步轉速表達式為：

            n＝60f/p…………(1)  式中n———異步電動機的轉速；

            f———異步電動機的頻率；

            p———電動機極對數(shù)。

          由式(1)可知，轉速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動機的轉速，當頻率f在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時，電動機轉速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。

          2、變頻器常用的控制方式

          低壓通用變頻輸出電壓為380～650V，輸出功率為0.75～400kW，工作頻率為0～400Hz，它的主電路都采用交—直—交電路。

          2.1U/f=C的正弦脈寬調(diào)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(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)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(tài)轉矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)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(qū)效應的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。

       2.2矢量控制（VC）方式

       矢量控制變頻調(diào)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Ia1、Ib1，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(jīng)過相應的坐標反變換，實現(xiàn)對異步電動機的控制。其實質(zhì)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(jīng)坐標變換，實現(xiàn)正交或解耦控制。

       3.變頻器參數(shù)設定

      變頻器參主要有以下參數(shù)需要設置：

      控制方式選擇、電機自身參數(shù)（電機極數(shù)、電流、工作電壓、最高最低頻率）、電機啟動及停止加減速時間、變頻器過載保護系數(shù)設定等。

      矢量控制時最好將變頻調(diào)速電機跟變頻器的配對進一步專業(yè)學習。