為什么廣泛使用電壓-頻率轉(zhuǎn)換器控制的電機(jī)模式？

無論哪種變頻器，其基本工作和轉(zhuǎn)換思路都是先將交流電轉(zhuǎn)換成DC，再通過斬波濾波轉(zhuǎn)換成頻率可調(diào)的交流電。當(dāng)變頻器用于向電機(jī)供電時(shí)，通過調(diào)節(jié)電壓、電流或頻率，電機(jī)可以按照指定的模式運(yùn)行。不同的控制方式具有不同的調(diào)速性能、運(yùn)行特性和自適應(yīng)負(fù)載。

變頻器有開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種控制方式。控制模式包括電壓/頻率控制、轉(zhuǎn)差控制、矢量控制和扭矩控制。

V/f控制方式應(yīng)用廣泛。普通電機(jī)作為變頻電機(jī)，利用變頻器調(diào)節(jié)電壓和頻率的同比例，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，將恒速設(shè)備升級(jí)為運(yùn)行速度任意可調(diào)的高性能產(chǎn)品。對(duì)于運(yùn)行調(diào)速范圍不寬的場(chǎng)合，這種簡(jiǎn)單粗放的控制方式技術(shù)門檻低，只需要在電源和電機(jī)之間串聯(lián)一個(gè)變頻器，電控系統(tǒng)基本不變。

專門為逆變電源設(shè)計(jì)的變頻電機(jī)配有獨(dú)立風(fēng)扇，不會(huì)因調(diào)速范圍擴(kuò)大到低速而惡化通風(fēng)散熱條件，但低速性能還是比較差。因?yàn)樵诘退贂r(shí)，導(dǎo)磁材料的磁性較低，同一激勵(lì)電流產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較小，導(dǎo)致磁場(chǎng)較弱。

為了解決變頻電機(jī)低頻弱磁場(chǎng)的問題，通常在低速運(yùn)行時(shí)進(jìn)行電壓補(bǔ)償，即在低速運(yùn)行時(shí)適當(dāng)調(diào)整電壓值，使V/f曲線滿足恒磁運(yùn)行的要求。在風(fēng)機(jī)、水泵、空調(diào)、家用電器等調(diào)速節(jié)能應(yīng)用中，基于恒磁運(yùn)行理念的V/f控制方式，既保證了電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，又使機(jī)體的能效水平始終保持在理想狀態(tài)，節(jié)能效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于同比例調(diào)節(jié)電壓和頻率的粗放式控制方式。

高性能應(yīng)用的變頻電機(jī)控制模式可適應(yīng)重載或需要精確控制。矢量控制可以獲得非常理想的轉(zhuǎn)矩特性，常用于起重和起重設(shè)備；變頻電機(jī)配有編碼器和超速開關(guān)，變頻器和電機(jī)組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以精確控制速度和扭矩特性，在流量運(yùn)行場(chǎng)合隨處可見。