變頻調(diào)速技術(shù)是是當(dāng)代電力傳動(dòng)技術(shù)性的關(guān)鍵發(fā)展方向，而變頻調(diào)速系統(tǒng)核心-變頻器的性能也愈來(lái)愈變成調(diào)速性能優(yōu)劣的決策要素，除開變頻器自身制造工藝的先天性條件外，對(duì)變頻器采用哪些的控制方式也是十分關(guān)鍵的，根據(jù)變頻器的性能要素剖析，本文先給大伙兒介紹一下變頻器的概念、歸類，隨后對(duì)變頻器控制方式的特點(diǎn)開展剖析，最了變頻器的常用控制方式。
一、變頻器的概念
變頻器是將工作頻率電源(50Hz或60Hz)轉(zhuǎn)換為各種頻率的交流電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成主電路的控制，整流電路將交流電路轉(zhuǎn)換為直流電路，直流中間電路平滑過(guò)濾整流電路的輸出，變頻電路將直流電路轉(zhuǎn)換為交流電路。對(duì)于像矢量控制變頻器這樣需要大量運(yùn)行的變頻器，有時(shí)需要進(jìn)行扭矩計(jì)算的CPU和相應(yīng)的電路。
二、變頻器的分類
1.按直流電源性質(zhì)分類：
a.電流型變頻器 .電流型變頻器的特點(diǎn)是中間直流部分以大電感為儲(chǔ)藏部分，緩沖無(wú)效功率，即抑制電流變化，使電壓接近正弦波，由于該直流內(nèi)阻大，因此被稱為電流源型變頻器(電流型)。電流型變頻器的特點(diǎn)(優(yōu)點(diǎn))可以抑制負(fù)載電流頻繁急劇變化。常用于負(fù)載電流變化大的情況
b.電壓型變頻器 .電壓型變頻器的特點(diǎn)是中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)藏部件采用大容量，負(fù)荷的無(wú)效功率緩沖，直流電壓平穩(wěn)，直流電源內(nèi)阻小，相當(dāng)于電壓源，因此稱為電壓型變頻器，常用于負(fù)荷電壓變化大的情況。
2. 按照主電路工作方式分類：
a. 電壓型變頻器。對(duì)電壓型變流器而言，整流或斬波電路產(chǎn)生逆變電路所需的直流電壓，輸出后經(jīng)電容平滑處理，而整流電路和直流中間電路是直流電壓源。逆變電路將電壓源輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，使之達(dá)到預(yù)期的頻率；
b. 電流型變頻器。在電流型變頻器中，整流電路通過(guò)中間電路的電抗來(lái)實(shí)現(xiàn)直流流動(dòng)和平滑電流，整流電路和直流中間電路扮演電流源的角色，電流源的直流輸出在逆變電路中以所需頻率轉(zhuǎn)換為交流電流，并將每個(gè)輸出相分配為電機(jī)的交流電流。
3. 按照開關(guān)格式分類：
a. PAM控制。PAM控制是Pulse Amplitude Modulation（脈沖振幅調(diào)制）控制的簡(jiǎn)稱，是一種在整流電路部分對(duì)輸出電壓（電流）的幅值進(jìn)行控制，而在逆變電路部分對(duì)輸出頻率進(jìn)行控制的控制方式；
b. PWM控制。PWM控制是Pulse Amplitude Modulation（脈沖寬度調(diào)制）控制的簡(jiǎn)稱，是在逆變電路部分同時(shí)對(duì)輸出電壓（電流）的幅值和頻率進(jìn)行控制的控制方式；
c.高載頻PWM控制。這種控制方式原理上實(shí)際是對(duì)PWM控制方式的改進(jìn)，是為了降低電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲而采用的一種控制方式。在這種控制方式中，載頻被提高到人耳可以聽到的頻率（10-20kHz）以上，從而達(dá)到降低電動(dòng)機(jī)噪聲的目的。
4.按變換的環(huán)節(jié)分類：
a.可分為交-交變頻器。將工頻交流直接變換成頻率電壓可調(diào)的交流，又稱直接式變頻器；
b.交-直-交變頻器。是先把工頻交流通過(guò)整流器變成直流，然后再把直流變換成頻率電壓可調(diào)的交流，又稱間接式變頻器，是目前廣泛應(yīng)用的通用型變頻器。
三、變頻器控制方式的特點(diǎn)
1.節(jié)能。 只要降低頻率，電機(jī)用不完的能量就節(jié)省下來(lái)。
2.無(wú)極調(diào)速。 根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速， 使一切變速的需要變得輕而易舉，隨心所欲。
3.啟動(dòng)平穩(wěn)。 速度平穩(wěn)上升，停止平穩(wěn)，速度平滑下降，沒(méi)有沖擊。
4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。擁有力矩響應(yīng)好、調(diào)速精度高，速度控制范圍較廣，可用于通用鼠籠型異步電機(jī)。
5.它具備多種信號(hào)輸入輸出端口，接收和輸出模擬信號(hào)，電流、電壓信號(hào)。變頻器與工控機(jī)、編程器配合，就能形成自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
四、變頻器的常用控制方式
A.非智能控制方式
（1） V/f控制
v/f控制是為了獲得理想的扭矩-速度特性，它基于一種既保證電機(jī)磁通量不變，又能改變電源頻率進(jìn)行調(diào)速的思想，一般的變頻器都采用這種控制方式。變頻器的 V/f控制結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，但這種變頻器采用開環(huán)控制，不能達(dá)到高的控制性能，而且，在低頻時(shí)，必須通過(guò)扭矩補(bǔ)償來(lái)改變其低頻特性。
（2） 轉(zhuǎn)差頻率控制
差頻控制是在 V/f控制的基礎(chǔ)上，根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電源頻率，并根據(jù)所需要的轉(zhuǎn)矩，對(duì)變頻器的輸出頻率進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的輸出頻率的直接控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的控制。該控制方式，需要在控制系統(tǒng)中安裝速度傳感器，有時(shí)通過(guò)電流反饋來(lái)控制頻率和電流，因此，這是一種閉環(huán)控制方式，它能使變頻器具有很好的穩(wěn)定性，對(duì)急速加減速和負(fù)載變化有很好的響應(yīng)特性。
（3） 直接轉(zhuǎn)矩控制
利用空間矢量坐標(biāo)的概念，分析交流電機(jī)在定子坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型，控制電機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，通過(guò)檢測(cè)電機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)對(duì)定子電阻的觀測(cè)，從而省去了矢量控制等復(fù)雜變換的運(yùn)算，使系統(tǒng)直觀、簡(jiǎn)潔，計(jì)算速度和精度都比矢量控制有較大提高。即便是開環(huán)狀態(tài)，也可輸出100%額定轉(zhuǎn)矩，對(duì)多個(gè)拖動(dòng)有負(fù)載平衡功能。
（4） 最優(yōu)控制
在實(shí)際中，最優(yōu)控制的應(yīng)用因需求的不同而異，單個(gè)參數(shù)的最優(yōu)控制可根據(jù)最優(yōu)控制的理論來(lái)實(shí)現(xiàn)。舉例來(lái)說(shuō)，在高壓變頻器的控制應(yīng)用中，就已經(jīng)成功地運(yùn)用了時(shí)間分段控制和相位移動(dòng)控制兩種策略，在一定條件下實(shí)現(xiàn)了電壓最佳波形。
B.智能控制方式
（1） 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
應(yīng)用于變頻器控制中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式，一般是對(duì)較復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行控制，此時(shí)對(duì)系統(tǒng)的模型了解較少，所以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既要完成系統(tǒng)的識(shí)別功能，又要進(jìn)行控制。另外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式還可以對(duì)多個(gè)變頻器同時(shí)進(jìn)行控制，因此適合于級(jí)聯(lián)多個(gè)變頻器的控制。但神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)過(guò)多或算法過(guò)復(fù)雜，在具體應(yīng)用時(shí)會(huì)帶來(lái)許多實(shí)際困難。
（2） 模糊控制
采用模糊控制算法控制變頻器的電壓和頻率，控制電機(jī)的升速時(shí)間，避免了升速過(guò)快對(duì)電機(jī)壽命的影響，同時(shí)也避免了升速過(guò)慢對(duì)工作效率的影響。其關(guān)鍵問(wèn)題是論域、隸屬度和模糊層次的劃分，特別適合于多輸入單輸出的控制系統(tǒng)。
（3） 專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)是一種利用所謂“專家”經(jīng)驗(yàn)的控制模式。因此，在專家系統(tǒng)中應(yīng)該建立一個(gè)專家數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)一定的專家信息，并且應(yīng)該有推理機(jī)制來(lái)根據(jù)已知的信息尋求理想的控制結(jié)果。專家?guī)旌屯评頇C(jī)制的設(shè)計(jì)尤為重要，這關(guān)系到專家系統(tǒng)控制的優(yōu)劣。專家系統(tǒng)的應(yīng)用可以控制變頻器的電壓和電流。
（4） 學(xué)習(xí)控制
學(xué)習(xí)控制主要用于重復(fù)輸入，常規(guī)的pwm信號(hào)（如中央調(diào)制pwm）正好滿足這種條件，因此學(xué)習(xí)控制也可以加強(qiáng)對(duì)變頻器控制的了解。學(xué)習(xí)控制不需要知道太多的系統(tǒng)信息，但需要1~2個(gè)學(xué)習(xí)周期，因此速度相對(duì)較慢，學(xué)習(xí)控制算法有時(shí)需要實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的環(huán)節(jié)，這是模擬器件無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，而學(xué)習(xí)控制涉及穩(wěn)定性問(wèn)題，尤其是在應(yīng)用中。
