变频调速技术是是当代电力传动技术性的关键发展方向，而变频调速系统核心-变频器的性能也愈来愈变成调速性能优劣的决策要素，除开变频器自身制造工艺的先天性条件外，对变频器采用哪些的控制方式也是十分关键的，根据变频器的性能要素剖析，本文先给大伙儿介绍一下变频器的概念、归类，随后对变频器控制方式的特点开展剖析，最了变频器的常用控制方式。

一、变频器的概念

变频器是将工作频率电源(50Hz或60Hz)转换为各种频率的交流电源，实现电机变速运行的设备，其中控制电路完成主电路的控制，整流电路将交流电路转换为直流电路，直流中间电路平滑过滤整流电路的输出，变频电路将直流电路转换为交流电路。对于像矢量控制变频器这样需要大量运行的变频器，有时需要进行扭矩计算的CPU和相应的电路。

二、变频器的分类

1.按直流电源性质分类：

a.电流型变频器 .电流型变频器的特点是中间直流部分以大电感为储藏部分，缓冲无效功率，即抑制电流变化，使电压接近正弦波，由于该直流内阻大，因此被称为电流源型变频器(电流型)。电流型变频器的特点(优点)可以抑制负载电流频繁急剧变化。常用于负载电流变化大的情况

b.电压型变频器 .电压型变频器的特点是中间直流环节的储藏部件采用大容量，负荷的无效功率缓冲，直流电压平稳，直流电源内阻小，相当于电压源，因此称为电压型变频器，常用于负荷电压变化大的情况。

2. 按照主电路工作方式分类：

a. 电压型变频器。对电压型变流器而言，整流或斩波电路产生逆变电路所需的直流电压，输出后经电容平滑处理，而整流电路和直流中间电路是直流电压源。逆变电路将电压源输出的直流电压转换为交流电压，使之达到预期的频率；

b. 电流型变频器。在电流型变频器中，整流电路通过中间电路的电抗来实现直流流动和平滑电流，整流电路和直流中间电路扮演电流源的角色，电流源的直流输出在逆变电路中以所需频率转换为交流电流，并将每个输出相分配为电机的交流电流。

3. 按照开关格式分类：

a. PAM控制。PAM控制是Pulse Amplitude Modulation（脉冲振幅调制）控制的简称，是一种在整流电路部分对输出电压（电流）的幅值进行控制，而在逆变电路部分对输出频率进行控制的控制方式；

b. PWM控制。PWM控制是Pulse Amplitude Modulation（脉冲宽度调制）控制的简称，是在逆变电路部分同时对输出电压（电流）的幅值和频率进行控制的控制方式；

c.高载频PWM控制。这种控制方式原理上实际是对PWM控制方式的改进，是为了降低电动机运转噪声而采用的一种控制方式。在这种控制方式中，载频被提高到人耳可以听到的频率（10-20kHz）以上，从而达到降低电动机噪声的目的。

4.按变换的环节分类：

a.可分为交-交变频器。将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器；

b.交-直-交变频器。是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用型变频器。

三、变频器控制方式的特点

1.节能。 只要降低频率，电机用不完的能量就节省下来。

2.无极调速。 根据需要任意调节电机转速， 使一切变速的需要变得轻而易举，随心所欲。

3.启动平稳。 速度平稳上升，停止平稳，速度平滑下降，没有冲击。

4.结构简单。拥有力矩响应好、调速精度高，速度控制范围较广，可用于通用鼠笼型异步电机。

5.它具备多种信号输入输出端口，接收和输出模拟信号，电流、电压信号。变频器与工控机、编程器配合，就能形成自动化控制系统。

四、变频器的常用控制方式

A.非智能控制方式

（1） V/f控制

v/f控制是为了获得理想的扭矩-速度特性，它基于一种既保证电机磁通量不变，又能改变电源频率进行调速的思想，一般的变频器都采用这种控制方式。变频器的 V/f控制结构非常简单，但这种变频器采用开环控制，不能达到高的控制性能，而且，在低频时，必须通过扭矩补偿来改变其低频特性。

（2） 转差频率控制

差频控制是在 V/f控制的基础上，根据异步电动机实际转速对应的电源频率，并根据所需要的转矩，对变频器的输出频率进行调整，从而实现对变频器的输出频率的直接控制，从而实现对异步电动机的输出转矩的控制。该控制方式，需要在控制系统中安装速度传感器，有时通过电流反馈来控制频率和电流，因此，这是一种闭环控制方式，它能使变频器具有很好的稳定性，对急速加减速和负载变化有很好的响应特性。

（3） 直接转矩控制

利用空间矢量坐标的概念，分析交流电机在定子坐标系中的数学模型，控制电机的磁链和转矩，通过检测电机的磁链和转矩，实现对定子电阻的观测，从而省去了矢量控制等复杂变换的运算，使系统直观、简洁，计算速度和精度都比矢量控制有较大提高。即便是开环状态，也可输出100%额定转矩，对多个拖动有负载平衡功能。

（4） 最优控制

在实际中，最优控制的应用因需求的不同而异，单个参数的最优控制可根据最优控制的理论来实现。举例来说，在高压变频器的控制应用中，就已经成功地运用了时间分段控制和相位移动控制两种策略，在一定条件下实现了电压最佳波形。

B.智能控制方式

（1） 神经网络控制

应用于变频器控制中的神经网络控制方式，一般是对较复杂的系统进行控制，此时对系统的模型了解较少，所以神经网络既要完成系统的识别功能，又要进行控制。另外，神经网络控制方式还可以对多个变频器同时进行控制，因此适合于级联多个变频器的控制。但神经网络层数过多或算法过复杂，在具体应用时会带来许多实际困难。

（2） 模糊控制

采用模糊控制算法控制变频器的电压和频率，控制电机的升速时间，避免了升速过快对电机寿命的影响，同时也避免了升速过慢对工作效率的影响。其关键问题是论域、隶属度和模糊层次的划分，特别适合于多输入单输出的控制系统。

（3） 专家系统

专家系统是一种利用所谓“专家”经验的控制模式。因此，在专家系统中应该建立一个专家数据库来存储一定的专家信息，并且应该有推理机制来根据已知的信息寻求理想的控制结果。专家库和推理机制的设计尤为重要，这关系到专家系统控制的优劣。专家系统的应用可以控制变频器的电压和电流。

（4） 学习控制

学习控制主要用于重复输入，常规的pwm信号（如中央调制pwm）正好满足这种条件，因此学习控制也可以加强对变频器控制的了解。学习控制不需要知道太多的系统信息，但需要1~2个学习周期，因此速度相对较慢，学习控制算法有时需要实现先进的环节，这是模拟器件无法实现的，而学习控制涉及稳定性问题，尤其是在应用中。