U/f=C的正弦脈寬調制（SPWM）控制方式其特點是控制電路結構簡單、成本較低，機械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調速要求，已在產業(yè)的各個領域得到廣泛應用。但是，這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低，轉矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出最大轉矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態(tài)轉矩能力和靜態(tài)調速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會隨負載的變化而變化，轉矩響應慢、電機轉矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調速。

　　矢量控制（VC）方式

　　矢量控制變頻調速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉子磁場定向旋轉變換，等效成同步旋轉坐標系下的直流電流Im1、It1（Im1相當于直流電動機的勵磁電流；It1相當于與轉矩成正比的電樞電流），然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經過相應的坐標反變換，實現(xiàn)對異步電動機的控制。其實質是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度，磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉矩和磁場兩個分量，經坐標變換，實現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。然而在實際應用中，由于轉子磁鏈難以準確觀測，系統(tǒng)特性受電動機參數(shù)的影響較大，且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉變換較復雜，使得實際的控制效果難以達到理想分析的結果。

　　V/F控制與矢量都是恒轉矩控制。U/F相對轉矩可能變化大一些。而矢量是根據(jù)需要的轉矩來調節(jié)的，相對不好控制一些。對普通用途。兩者一樣。

　　1、矢量控制方式

　　矢量控制，最簡單的說，就是將交流電機調速通過一系列等效變換，等效成直流電機的調速特性，就這么簡單，至于深入了解，那就得深入了解變頻器的數(shù)學模型，電機學等學科。

　　矢量控制原理是模仿直流電動機的控制原理，根據(jù)異步電動機的動態(tài)數(shù)學模型，利用一系列坐標變換把定子電流矢量分解為勵磁分量和轉矩分量，對電機的轉矩電流分量和勵磁分量分別進行控制。

　　在轉子磁場定向后實現(xiàn)磁場和轉矩的解耦，從而達到控制異步電動機轉矩的目的，使異步電機得到接近他勵直流電機的控制性能。具體做法是將異步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和產生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以控制，并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。

　　2、V/F控制方式

　　V/F控制，就是變頻器輸出頻率與輸出電壓的比值為恒定值或成比例。例如，50HZ時輸出電壓為380V的話，則25HZ時輸出電壓為190V。

　　變頻器采用V/F控制方式時，對電機參數(shù)依賴不大，V/f控制是為了得到理想的轉矩-速度特性，基于在改變電源頻率進行調速的同時，又要保證電動機的磁通不變的思想而提出的，通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結構非常簡單，但是這種變頻器采用開環(huán)控制方式，不能達到較高的控制性能，而且，在低頻時，必須進行轉矩補償，以改變低頻轉矩特性。

　　3、V/F這種控制方式多用于風機、泵類節(jié)能型變頻器。V與f的比例關系是考慮了電機特性而預先決定的。

　　4、矢量控制的應用場合一般是要求比較高的傳動場合。比如要求的恒轉矩調速范圍指標高，恒功率調速的范圍比較寬。而且，矢量控制不同于V/F控制，它在低速時可以輸出100%的力矩，而V/F控制在低速時因力矩不夠而無法工作。

　　5、V/F控制特點——以控制速度為目的，控制特點控制精度不高，低速時，力矩明顯小，常用于變頻器一拖多場合下。

　　矢量控制——它有速度閉環(huán)，即從負載端測出實際的速度，并與給定值進行比較，能夠得到更高精度的速度控制，并且在低速時，也有最高的力矩輸出。

　　二、矢量控制系統(tǒng)原理

　　思路：矢量調速的目標——直流調速；努力實現(xiàn)勵磁電流與電樞電流的獨立控制；勵磁電流與電樞電流互差90度角。

　　原理：矢量控制的基本原理是通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉矩的目的。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和產生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以控制，并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。矢量控制方式又有基于轉差頻率控制的矢量控制方式、無速度傳感器矢量控制方式和有速度傳感器的矢量控制方式等。

　　比較：基于轉差頻率控制的矢量控制方式同樣是在進行U/f＝恒定控制的基礎上，通過檢測異步電動機的實際速度n，并得到對應的控制頻率f，然后根據(jù)希望得到的轉矩，分別控制定子電流矢量及兩個分量間的相位，對通用變頻器的輸出頻率f進行控制的?；谵D差頻率控制的矢量控制方式的最大特點是，可以消除動態(tài)過程中轉矩電流的波動，從而提高了通用變頻器的動態(tài)性能。早期的矢量控制通用變頻器基本上都是采用的基于轉差頻率控制的矢量控制方式。

　　三、矢量控制的實現(xiàn)

　　矢量控制基本理念旋轉地只留繞組磁場無論是在繞組的結構上，還是在控制的方式上，都和直流電動機最相似。設想，有兩個相互垂直的支流繞組同處于一個旋轉體中，通入的是直流電流，它們都由變頻器給定信號分解而來的。經過直交變換將兩個直流信號變?yōu)閮上嘟涣餍盘?；在經二相、三相變換得到三相交流控制信號；結論只要控制直流信號中的任意一個，就可以控制三相交流控制信號，也就控制了交流變頻器的交流輸出。通過上述變換，將交流電機控制近似為直流電機控制。

　　矢量控制的給定：1、在矢量控制的功能中，選擇“用”或“不用”。

　　2、在選擇矢量控制后，還需要輸入電動機的容量、極數(shù)、額定電流、額定電壓、額定功率等。

　　矢量控制是一電動機的基本運行數(shù)據(jù)為依據(jù)，因此，電動機的運行數(shù)據(jù)就顯得很重要，如果使用的電動機符合變頻器的要求，且變頻器容量和電動機容量相吻合，變頻器就自動搜尋電動機的參數(shù)，否則就需要重新測定。很多類型的變頻器為了方便測量電動機的參數(shù)都設計安排了電動機參數(shù)的自動測定功能。通過該功能可準確測定電動機的參數(shù)，且提供給變頻器的記憶單元，以便在矢量控制中使用。

矢量控制的要求：

　　1、一臺變頻器只能帶一臺電動機；

　　2、電動機的極數(shù)要按說明書的要求，一般以4極為佳；

　　3、電動機容量與變頻器的容量相當，最多差一個等級；

　　4、變頻器與電動機件的連線不能過長，一般應在30m以內，如果超過30m，則需要在連接好電纜后，進行離線自動調整，以重新測定電動機的相關參數(shù)。

　　矢量控制的優(yōu)點：

　　1、動態(tài)的高速響應；

　　2、低頻轉矩增大；

　　3、控制靈活；

　　矢量控制系統(tǒng)的應用范圍：

　　1、要求高速運轉的工作機械；

　　2、適應惡劣的工作環(huán)境；

　　3、高精度的電力拖動；

　　4、四象限運轉；

　　上面各位講的都是矢量控制的原理和優(yōu)點，我想對于初學的也許不能理解較深，簡單一點講，矢量控制就是，電機運行于一定速度時，如負載增減，變頻器可以很快調整電機的輸出力矩而保持速度的恒定，即動態(tài)的高速響應，高精度的電力拖動，而V/F控制時如負載增減時速度會有較大變化后才能運行于原設定速度，對于啟動過程為快速響應設定頻率輸出，會有較高的啟動轉矩。

　　目前國內使用變頻器的主要目的就是節(jié)能和調速，所以針對不同的使用要求，也就出現(xiàn)了控制功能不同的變頻器：常規(guī)V/F控制變頻器和矢量控制變頻器。

　　常規(guī)V/F控制，電機的電壓降會隨著電機速度的降低而相對增加，這就導致由于勵磁不足而使電機不能獲得足夠的轉矩（特別是在低頻率時）。也就是說常規(guī)V/F控制變頻器在低頻率時無法滿足電機額定轉矩的輸出。另外，在V/F控制中，用戶根據(jù)負載情況預先設定一種u/f曲線，變頻器在工作時就根據(jù)輸出頻率的變化，按照曲線特性調整其輸出電壓，也就是說V/F控制是使變頻器按照事先安排好的補償程度工作，不能隨負載的變化而改變。但是在以節(jié)能為目的和對速度控制精度要求不高的場合V/F控制變頻器以其優(yōu)越的性價比而得到廣泛的應用。

　　矢量控制變頻器的基本原理是，通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉矩的目的。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和產生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以控制，并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。由于矢量控制可以使得變頻器根據(jù)頻率和負載情況實時的改變輸出頻率和電壓，因此其動態(tài)性能相對完善?？梢詫D矩進行精確控制；系統(tǒng)響應快；調速范圍廣；加減速性能好等特點。在對轉矩控制要求高的場合，以其優(yōu)越的控制性能受到用戶的贊賞。

　　現(xiàn)在許多新型的通用型變頻器也具備了矢量控制功能，只是在參數(shù)設定時要求輸入完整的電機參數(shù)。因為矢量控制是以電機的參數(shù)為依據(jù)，因此完整的電機參數(shù)就顯得尤其重要，以便變頻器能有效的識別電機，很好的對電機進行控制矢量控制就是矢量控制，V/F控制就是V/F控制，二者有本質的區(qū)別，控制性能差異很大”。

　　1、矢量控制、V/F控制，二者都是電機變頻調速時，對電機磁場的控制；

　　2、V/F控制：

　　1）是一種粗略的簡單的控制方式，即V/F=定值控制模式；

　　2）它忽略了定子繞組電阻壓降IoR對磁場的影響，V/F=定值控制模式，雖然阻止了頻率下降、磁場增大的主要問題，但是磁場不是恒定的，而是隨著頻率在下降，造成低頻時磁場弱、電機轉矩不足；

　　3、矢量控制：

　　1）矢量控制，不忽略定子繞組電阻壓降IoR對磁場的影響，采用（V-IoR）/F=定值控制模式，或者是勵磁電流Io=定值控制模式；

　　2）它不忽略定子繞組電阻壓降IoR對磁場的影響，（V-IoR）/F=控制模式，或者是勵磁電流Io=定值控制模式，磁場是恒定的，而不是隨著頻率在下降，低頻時不存在磁場弱、電機轉矩不足的問題；

　　3）如果磁場能控制在電機設計參數(shù)上，變頻調速時的運行參數(shù)與工頻運行參數(shù)的關系明確，可精確計算轉子轉速，實現(xiàn)無速度傳感器的速度閉環(huán)控制；

　　4、矢量控制、V/F控制，由于都是磁場控制，這兩種控制方式在接近工頻運行時，磁場趨于一致，性能趨于一致，所以這兩種控制的差別主要在低頻端；

　　“‘當負載增大時，轉子轉速下降時，轉差增大，轉子感應電勢、電流增大，轉矩增大，’補充一下，電流完全是開環(huán)失控狀態(tài)，接下來的后果就是IGBT－－咚－－的一聲巨響，整臺變頻器燈滅灰飛(極端說法）?！?/p>

　　1、‘當負載增大時，轉子轉速下降時，轉差增大，轉子感應電勢、電流增大，轉矩增大’是異步電機的工作轉矩原理，有了這一條，異步電機才有可能在工頻運行了幾個世紀！

　　2、如果負載嚴重過載，異步電機可能進入堵轉區(qū)，如不及時停電停車，就會燒電機；

　　3、變頻人都懂這個道理，所以變頻調速控制電路，設有電流失速保護電路；

　　4、誰也沒有把‘當負載增大時，轉子轉速下降時，轉差增大，轉子感應電勢、電流增大，轉矩增大’與失速保護看成矛盾的，而看成是相輔相成的！

　　常規(guī)V/F控制，電機的電壓降會隨著電機速度的降低而相對增加，這就導致由于勵磁不足而使電機不能獲得足夠的轉矩（特別是在低頻率時）。也就是說常規(guī)V/F控制變頻器在低頻率時無法滿足電機額定轉矩的輸出。另外，在V/F控制中，用戶根據(jù)負載情況預先設定一種u/f曲線，變頻器在工作時就根據(jù)輸出頻率的變化，按照曲線特性調整其輸出電壓，也就是說V/F控制是使變頻器按照事先安排好的補償程度工作，不能隨負載的變化而改變。但是在以節(jié)能為目的和對速度控制精度要求不高的場合V/F控制變頻器以其優(yōu)越的性價比而得到廣泛的應用。

　　矢量控制變頻器的基本原理是，通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉矩的目的。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和產生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以控制，并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。由于矢量控制可以使得變頻器根據(jù)頻率和負載情況實時的改變輸出頻率和電壓，因此其動態(tài)性能相對完善?？梢詫D矩進行精確控制；系統(tǒng)響應快；調速范圍廣；加減速性能好等特點。在對轉矩控制要求高的場合，以其優(yōu)越的控制性能受到用戶的贊賞。

　　現(xiàn)在許多新型的通用型變頻器也具備了矢量控制功能，只是在參數(shù)設定時要求輸入完整的電機參數(shù)。因為矢量控制是以電機的參數(shù)為依據(jù)，因此完整的電機參數(shù)就顯得尤其重要，以便變頻器能有效的識別電機，很好的對電機進行控制變頻器節(jié)能主要是因為工藝上存在節(jié)能空間，在不存在節(jié)能空間的電機上使用變頻器，反而會增加電耗，因為變頻器也要消耗部分電能。

　　從本質上說只要它做功，就要消耗電能，轉化成其他的能量，因此肯定要遵守能量守恒定律，而變頻器本身有整流中間直流電路逆變等，這就要消耗電能，從這方面講它只是增加了能耗，而并非節(jié)能。至于變頻器的節(jié)能關鍵還是看你怎樣利用。

　　變頻器在工頻下運行，具有節(jié)電功能，是事實。但是他的前提條件是：第一,大功率并且為風機/泵類負載;第二，裝置本身具有節(jié)電功能（軟件支持）;第三，長期連續(xù)運行。這是體現(xiàn)節(jié)電效果的三個條件。除此之外，無所謂節(jié)不節(jié)電，沒有什么意義。一般交流電動機的機械特性曲線是一定的，理論和實際都已證明，當負載功率小于電動機的額定功率時，其效率隨著負載轉矩的減少而降低，也就是說，電動機輕載時會相對費電。而變頻器會根據(jù)負載的大小自動調整V/f值（其中V為電動機定子繞組的電壓，f為定子繞組的電壓變化頻率），改變電動機的機械特性曲線，使其與負載相適應，從而使效率得到提高，達到節(jié)能之目的