1，變頻器簡介
1.1變頻器的基本結構
變頻器是將工頻電源(50Hz或60Hz)轉換成各種頻率的交流電源，實現電機變速運行的裝置。控制電路控制主電路，整流電路將交流電源轉換為DC電源，DC中間電路平滑整流電路的輸出，逆變電路將DC電源轉換為交流電源。對於需要大量運算的變頻器，比如矢量控制變頻器，有時需要壹個用於轉矩計算的CPU和壹些相應的電路。
1.2變頻器的分類
變頻器的分類方法有很多種，根據主電路的工作方式可以分為電壓源型變頻器和電流源型變頻器。按開關方式可分為PAM控制逆變器、PWM控制逆變器和高載頻PWM控制逆變器；按工作原理可分為V/f控制逆變器、轉差頻率控制逆變器和矢量控制逆變器。按用途分類，可分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器。
2.變頻器常用的控制方法
2.1非智能控制模式
交流逆變器的非智能控制方法包括V/f協調控制、轉差頻率控制、矢量控制、直接轉矩控制等。
(1)電壓/頻率控制
V/f控制是為了獲得理想的轉矩-速度特性而提出的，基於改變電源的頻率來調速的思想，同時保證電機的磁通不變。壹般變頻器基本都采用這種控制方式。V/f控制逆變器的結構非常簡單，但這種逆變器采用開環控制方式，不能達到很高的控制性能。而且，在低頻時，必須進行轉矩補償，以改變低頻時的轉矩特性。
(2)轉差頻率控制
轉差頻率控制是壹種直接控制轉矩的控制方法。基於V/f控制，通過知道異步電機實際轉速對應的電源頻率，根據期望的轉矩調整逆變器的輸出頻率，使電機有相應的輸出轉矩。這種控制方法需要在控制系統中安裝速度傳感器，有時還需要添加電流反饋來控制頻率和電流。因此，它是壹種閉環控制方法，可以使逆變器對快速加減速和負載變化具有良好的穩定性和良好的響應特性。
(3)病媒控制
矢量控制是通過矢量坐標電路控制電機定子電流的大小和相位，從而分別控制電機在D、Q、0坐標系下的勵磁電流和轉矩電流，進而控制電機轉矩。通過控制每個矢量的動作順序和時間以及零矢量的動作時間，可以形成各種PWM波，達到各種控制目的。例如，形成具有最少開關次數的PWM波，以減少開關損耗。目前，在逆變器中實際應用的矢量控制方法有兩種:基於轉差頻率控制的矢量控制方法和無速度傳感器的矢量控制方法。
基於轉差頻率的矢量控制方法與轉差頻率控制方法具有相同的穩態特性，但基於轉差頻率的矢量控制方法也需要通過坐標變換來控制電機定子電流的相位，以滿足壹定的條件來消除轉矩-電流過渡過程中的波動。因此，基於轉差頻率的矢量控制方法比轉差頻率控制方法能大大改善輸出特性。但這種控制方式屬於閉環控制方式，需要在電機上安裝速度傳感器，所以應用範圍有限。
無速度傳感器矢量控制是通過坐標變換控制勵磁電流和轉矩電流，然後通過控制電機定子繞組上的電壓和電流來辨識速度，達到控制勵磁電流和轉矩電流的目的。這種控制方式具有調速範圍寬、起動轉矩大、運行可靠、操作方便等優點，但計算復雜，壹般需要專門的處理器進行計算。因此實時性不理想，控制精度受計算精度影響。
(4)直接轉矩控制
直接轉矩控制是利用空間矢量坐標的概念，分析交流電機在定子坐標系中的數學模型，控制電機的磁鏈和轉矩，通過檢測定子電阻來觀測定子磁鏈。因此省略了矢量控制等復雜的變換計算，系統直觀簡潔，計算速度和精度較矢量控制有所提高。即使在開環狀態下，也能輸出100%額定扭矩，具有多拖負載平衡功能。
(5)最優控制
最優控制在實際中的應用根據不同的要求是不同的，個別參數可以根據最優控制理論進行優化。例如，在高壓變頻器的控制應用中，成功地采用了時間段控制和移相控制兩種策略，實現了在壹定條件下的最優電壓波形。
(6)其他非智能控制方法
在實際應用中，在變頻器的控制中也有壹些非智能控制方法，如自適應控制、滑模變結構控制、差頻控制、環流控制、頻率控制等。
2.2智能控制模式
智能控制方法主要包括神經網絡控制、模糊控制、專家系統、學習控制等。智能控制模式在變頻器控制的具體應用中有壹些成功的例子。
(1)神經網絡控制
神經網絡控制方法應用於變頻器的控制，這通常是壹個復雜的系統控制。此時對系統模型知之甚少，所以神經網絡不僅要完成系統辨識的功能，還要進行控制。而且神經網絡控制模式可以同時控制多個逆變器，所以更適合在多個逆變器級聯時進行控制。但是神經網絡層數太多或者算法太復雜都會在具體應用中帶來很多實際困難。
(2)模糊控制
采用模糊控制算法控制變頻器的電壓和頻率，從而控制電機的加速時間，避免了加速過快對電機使用壽命的影響和加速過慢對工作效率的影響。模糊控制的關鍵在於論域、隸屬度和模糊層次的劃分，特別適用於多輸入單輸出的控制系統。
(3)專家系統
專家系統是壹種利用所謂“專家”經驗的控制方法。因此，專家系統中壹般會建立壹個專家庫來存儲壹定的專家信息，同時還有壹個推理機制來根據已知信息尋求理想的控制結果。專家庫和推理機制的設計尤為重要，關系到專家系統控制的質量。應用專家系統可以控制變頻器的電壓和電流。
(4)學習控制
學習控制主要用於重復輸入，而有規律的PWM信號(如中心調制PWM)正好滿足這個條件，所以學習控制也可以用於逆變器控制。學習控制不需要知道太多的系統信息，但是需要1~2個學習周期，所以快速性比較差。而且學習控制的算法有時需要實現高級環節，這是用模擬器件無法實現的。同時，學習控制還涉及到壹個穩定性問題，在應用中要特別註意。
3.逆變器控制的前景
隨著電力電子技術、微電子技術和計算機網絡等高新技術的發展，未來變頻器的控制方式將向以下幾個方面發展。
(1)數控逆變器的實現
目前變頻器的控制方式可以用數字處理器實現更復雜的操作，變頻器的數字化將是壹個重要的發展方向。目前變頻器的數字化主要采用單片機MCS51或80C196MC，輔以SLE4520或EPLD液晶顯示，實現更完善的控制性能。
(2)多種控制模式的組合
單壹的控制模式各有利弊，沒有“萬能”的控制模式。在某些控制場合，需要結合壹些控制方式，如將學習控制與神經網絡控制相結合，將自適應控制與模糊控制相結合，將直接轉矩控制與神經網絡控制相結合，或稱為“混合控制”，這樣控制效果會更好。
(3)遠程控制的實現
隨著計算機網絡的發展，世界近在咫尺，依靠計算機網絡遠程控制變頻器也是壹個發展方向。通過RS485接口和壹些網絡協議，可以對變頻器進行遠程控制，從而在壹些不適合人類現場操作的場合輕松達到控制目的。
(4)綠色變頻器
隨著可持續發展戰略的提出，人們越來越重視環境保護。變頻器產生的高次諧波會汙染電網，降低變頻器工作時的噪聲，增強其可靠性和安全性。這些問題都試圖通過采用適當的控制方法來解決，並設計了壹種綠色變頻器。
4.結束語
變頻器的控制方式是壹個值得研究的問題。在致力於這項工作的有識之士的共同努力下，國產變頻器將早日走向世界市場，成為壹流產品。
看完妳就明白了，比較全面！