U/f=C的正弦脈寬調(diào)制（SPWM）控制方式其特點是控制電路結(jié)構(gòu)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(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)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(fù)載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)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(diào)速。

　　矢量控制（VC）方式

　　矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三相坐標(biāo)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(biāo)系下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Im1、It1（Im1相當(dāng)于直流電動機的勵磁電流；It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)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(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，實現(xiàn)對異步電動機的控制。其實質(zhì)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(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量，經(jīng)坐標(biāo)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(yīng)用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)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(zhuǎn)變換較復(fù)雜，使得實際的控制效果難以達(dá)到理想分析的結(jié)果。

　　V/F控制與矢量都是恒轉(zhuǎn)矩控制。U/F相對轉(zhuǎn)矩可能變化大一些。而矢量是根據(jù)需要的轉(zhuǎn)矩來調(diào)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(diào)速通過一系列等效變換，等效成直流電機的調(diào)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(xué)模型，電機學(xué)等學(xué)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(xué)模型，利用一系列坐標(biāo)變換把定子電流矢量分解為勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量，對電機的轉(zhuǎn)矩電流分量和勵磁分量分別進行控制。

　　在轉(zhuǎn)子磁場定向后實現(xiàn)磁場和轉(zhuǎn)矩的解耦，從而達(dá)到控制異步電動機轉(zhuǎn)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(chǎn)生磁場的電流分量(勵磁電流)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩-速度特性，基于在改變電源頻率進行調(diào)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(jié)構(gòu)非常簡單，但是這種變頻器采用開環(huán)控制方式，不能達(dá)到較高的控制性能，而且，在低頻時，必須進行轉(zhuǎn)矩補償，以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。

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

　　4、矢量控制的應(yīng)用場合一般是要求比較高的傳動場合。比如要求的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍指標(biāo)高，恒功率調(diào)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(fù)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(diào)速的目標(biāo)——直流調(diào)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(zhuǎn)矩電流進行控制，從而達(dá)到控制異步電動機轉(zhuǎn)矩的目的。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量(勵磁電流)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(chǔ)上，通過檢測異步電動機的實際速度n，并得到對應(yīng)的控制頻率f，然后根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)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。基于轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)地只留繞組磁場無論是在繞組的結(jié)構(gòu)上，還是在控制的方式上，都和直流電動機最相似。設(shè)想，有兩個相互垂直的支流繞組同處于一個旋轉(zhuǎn)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(jīng)過直交變換將兩個直流信號變?yōu)閮上嘟涣餍盘?；在?jīng)二相、三相變換得到三相交流控制信號；結(jié)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(shè)計安排了電動機參數(shù)的自動測定功能。通過該功能可準(zhǔn)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(dāng)，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(yīng)在30m以內(nèi)，如果超過30m，則需要在連接好電纜后，進行離線自動調(diào)整，以重新測定電動機的相關(guān)參數(shù)。

　　矢量控制的優(yōu)點：

　　1、動態(tài)的高速響應(yīng)；

　　2、低頻轉(zhuǎn)矩增大；

　　3、控制靈活；

　　矢量控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍：

　　1、要求高速運轉(zhuǎn)的工作機械；

　　2、適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境；

　　3、高精度的電力拖動；

　　4、四象限運轉(zhuǎn)；

　　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(xué)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(fù)載增減，變頻器可以很快調(diào)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(yīng)，高精度的電力拖動，而V/F控制時如負(fù)載增減時速度會有較大變化后才能運行于原設(shè)定速度，對于啟動過程為快速響應(yīng)設(shè)定頻率輸出，會有較高的啟動轉(zhuǎn)矩。

　　目前國內(nèi)使用變頻器的主要目的就是節(jié)能和調(diào)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(dǎo)致由于勵磁不足而使電機不能獲得足夠的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩的輸出。另外，在V/F控制中，用戶根據(jù)負(fù)載情況預(yù)先設(shè)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(diào)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(fù)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(yīng)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(zhuǎn)矩電流進行控制，從而達(dá)到控制異步電動機轉(zhuǎn)矩的目的。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量(勵磁電流)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)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(fù)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(zhuǎn)矩進行精確控制；系統(tǒng)響應(yīng)快；調(diào)速范圍廣；加減速性能好等特點。在對轉(zhuǎn)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(shè)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(zhì)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(diào)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(zhuǎn)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(zhuǎn)矩不足的問題；

　　3）如果磁場能控制在電機設(shè)計參數(shù)上，變頻調(diào)速時的運行參數(shù)與工頻運行參數(shù)的關(guān)系明確，可精確計算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)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(dāng)負(fù)載增大時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降時，轉(zhuǎn)差增大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢、電流增大，轉(zhuǎn)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(dāng)負(fù)載增大時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降時，轉(zhuǎn)差增大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢、電流增大，轉(zhuǎn)矩增大’是異步電機的工作轉(zhuǎn)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(jì)！

　　2、如果負(fù)載嚴(yán)重過載，異步電機可能進入堵轉(zhuǎn)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(diào)速控制電路，設(shè)有電流失速保護電路；

　　4、誰也沒有把‘當(dāng)負(fù)載增大時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降時，轉(zhuǎn)差增大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢、電流增大，轉(zhuǎn)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(dǎo)致由于勵磁不足而使電機不能獲得足夠的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩的輸出。另外，在V/F控制中，用戶根據(jù)負(fù)載情況預(yù)先設(shè)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(diào)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(fù)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(yīng)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(zhuǎn)矩電流進行控制，從而達(dá)到控制異步電動機轉(zhuǎn)矩的目的。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量(勵磁電流)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)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(fù)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。可以對轉(zhuǎn)矩進行精確控制；系統(tǒng)響應(yīng)快；調(diào)速范圍廣；加減速性能好等特點。在對轉(zhuǎn)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(shè)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(zhì)上說只要它做功，就要消耗電能，轉(zhuǎn)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(guān)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(fēng)機/泵類負(fù)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(dāng)負(fù)載功率小于電動機的額定功率時，其效率隨著負(fù)載轉(zhuǎn)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(fù)載的大小自動調(diào)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(fù)載相適應(yīng)，從而使效率得到提高，達(dá)到節(jié)能之目的