变频器的电压/频率控制方式

    电压/频率控制方式又称V/f控制方式，该方式在控制主体电路输出电源频率变化的同时也调节输出电源的电压大小。    1．电压/频率同调的原因    变频器是通过改变输出交流电压的频率来调节电动机的转速，交流电压频率越高，电动机的转速越陕。为什么在调节交流电压频率的同时要改变输出电压呢？原因主要有以下几点。    ①电动机绕组对交流电呈感性，当变频器输出的交流电压频率高时绕组感抗大，流入绕组的电流偏小；而当变频器输出的交流电频率降低时绕组感抗减小，流入绕组的电流大，过大的电流易烧坏绕组。为此，需要在交流电压频率升高时提高电压，在交流电压频率下降时降低电压。    ②在异步电动机运转时，一般希望无论是高速还是低速时都具有恒定的转矩（即转力）。理论和实践证明，只要异步电动机绕组的交流电压与频率之比是定值，即U/f=定值，转子就能产生恒定的转矩。根据U/f=定值可知，为了使电动机产生恒定的转矩，要求U↑→f↑，U↓→f↓。    2．电压/频率控制的实现方式    变频器的电压/频率控制的实现方式有两种：整流变压、逆变变频方式和逆变变压变频方式。    (1)整流变压、逆变变频方式    整流变压、逆变变频方式是指在整流电路进行变压，在逆变电路进行变频。图4-13是整流变压、逆变变频方式示意图，由于在整流电路进行变压，因此需采用可控整流电路。
    图4-13    整流变压、逆变变频方式示意图    在工作时，先通过输入调节装置设置输出频率，控制系统会按设置的频率产生相应的变压控制信号和变频控制信号，变压控制信号去控制可控整流电路改变整流输出电压（如设定频率较低时，会控制整流电路降低输出电压），变频控制信号去控制逆变电路，使之输出设定频率的交流电压。    (2)逆变变压变频方式    逆变变压变频方式是指在逆变电路中同时进行变压和变频。图4-14是逆变变压变频方式示意图。由于其无须在整流电路变压，因此采用不可控整流电路。为了容易实现在逆变电路中同时进行变压变频，一般采用SPWM逆变电路。
    图4-14    逆变变压变频方式示意图    在工作时，先设置好变频器的输出频率，控制系统会按设置的频率产生相应的变压变频控制信号去控制SPWM逆变电路，使之产生等效电压和频率同时改变的SPWM波去驱动电动机。    3．电压/频率控制的特点    采用电压/频率控制方式的变频器优点是控制电路简单、通用性强、性价比高、可配接通用标准的异步电动机，故通用变频器广泛采用这种控制方式。由于电压/频率控制方式未采用速度传感器检测电动机实际转速，故转速控制精度较差，另外在转速低时产生的转矩不足。