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第 1 章变频器的选用

1.1 变频器的控制方式

低压通用变频器输出电压在 38O～65OV，输出功率在 O．75—400kW，工作频

率在 O～400Hz，它的主电路都采用交一直一交电路。其控制方式经历以下四代。

1、第一代以 U/f＝Const，正弦脉宽调制（SPWM）控制方式。其特点是：控

制电路结构简单、成本较低，但系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，

转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在

而性能下降，稳定性变差等。

2、第二代以电压空间矢量（磁通轨迹法），又称 SVPWM 控制方式。它是以三

相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，

一次生成三相调制波形。以内切多边形逼近圆的方式而进行控制的。经实践使用

后又有所改进：引人频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，

消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流成闭环，以提高动态的精度和稳

定度。但控制电路环节较多，且没有引人转矩的调节，所以系统性能没有得到根

本改善。

3、第三代以矢量控制（磁场定向法）又称 VC 控制。其实质是将交流电动机

等效直流电动机，分别对速度、磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，

以转子磁通定向，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，

实现正交或解耦控制。然而转子磁链难以准确观测，以及矢量变换的复杂性，实

际效果不如理想的好。

4、第四代以直接转矩控制，又称 DTC 控制。其实质不是间接的控制电流、磁

链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体方法是：

（1）控制定子磁链——引入定子磁链观测器，实现无速度传感器方式；

（2）自动识别（ID）——依靠精确的电机数学模型，对电机参数自动识别；

（3）算出实际值——对定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转

矩、定子磁链、转子速度进行实时控制；

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