變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。如今，交流變頻調速逐漸成為電氣傳動的主流，主要用于控制異步電動機的轉速和轉矩，此技術的應用不僅擴大了電動機的轉速調節范圍，使電動機轉速能夠從零速到高于額定轉速的范圍內變化，而且具有動態響應快速、工作效率高、輸出特性好、使用方便等直流調速技術無可比擬的良好特性。本文主要介紹變頻器控制方式，讓大家對變頻器控制技術發展變化有一個比較全面的認識，在實際生產生活中，結合生產需求，選擇最合適的變頻器產品。

1ｖ/ｆ控制

　　變頻器的v/f控制是通過調整變頻器的輸出電壓和輸出頻率之比，來改變電機在調速過程中機械特性的控制方式，是變頻器最基本的控制方式。一般變頻器有正比型、起動轉矩補償型和遞減型三種曲線。通常大多數選擇正比型曲線，這種輸出型曲線適用于恒轉矩負載；起動轉矩補償曲線將輸出電壓v0相對于恒定轉矩v/f曲線作適當提高，以補償定子在低頻時定子電阻引起的壓降，提高電機的轉矩，適應大起動轉矩需求的調速對象；遞減型曲線，適合風機水泵類負載，這類負載工作轉速降低時，轉矩以平方關系降低。
　　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，動態轉矩能力和靜態調速性能都還不盡如人意。

2矢量控制

　　矢量控制是基于理論上認為：異步電動機與直流電動機具有相同的轉矩產生機理。矢量控制方式就是將定子電流分解成規定的磁場電流和轉矩電流，分別進行控制，同時將兩者合成后的定子電流輸出給電動機。因此，從原理上可得到與直流電動機相同的控制性能。采用轉矩矢量控制功能，電動機在各種運行條件下都能輸出最大轉矩，尤其是電動機在低速運行區域。現在的變頻器幾乎都采用無反饋矢量控制，由于變頻器能根據負載電流大小和相位進行轉差補償，使電動機具有很硬的力學特性，對于多數場合已能滿足要求，不需在變頻器的外部設置速度反饋電路。相比于常規的v/f控制方式，變頻器矢量控制響應速度快、控制靈活、精度高。但是，由于轉子磁鏈難以準確觀測，系統特性受電動機參數的影響較大，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。

3直接轉矩控制

　　直接轉矩控制是以轉矩為中心來進行綜合控制，不僅控制轉矩，也用于磁鏈量的控制和磁鏈自控制。直接轉矩控制與矢量控制的區別是，它不是通過控制電流、磁鏈等量間接控制轉矩，而是把轉矩直接作為被控量控制，其實質是用空間矢量的分析方法，以定子磁場定向方式，對定子磁鏈和電磁轉矩進行直接控制的。它不需要將交流電動機等效為直流電動機，因而省去了矢量旋轉變換中的許多復雜計算；它不需要模仿直流電動機的控制，也不需要為解耦而簡化交流電動機的數學模型。它直接在電機定子坐標上計算磁鏈的模和轉矩的大小，并通過磁鏈和轉矩的直接跟蹤實現PWM脈寬調制和系統的高動態性能。

4矩陣式交－交控制

　　變頻器v/f控制、變頻器矢量控制、變頻器直接轉矩控制都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點是輸入功率因數低，諧波電流大，直流電路需要大的儲能電容，產生的電能又不能反饋回電網（不能進行四象限運行）。矩陣式交—交控制技術的發展應用使得這些問題迎刃而解。由于矩陣式交—交控制省去了中間直流變換環節，從而省去了體積大且昻貴的電解電容。它能實現功率因數為1，輸入電流為正弦且能四象限運行，系統的功率密度大。矩陣式交—交控制實質不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉矩直接作為被控制量來實現的。
　　矩陣式交—交變頻具有快速的轉矩響應，高速度精度以及高轉矩精度；同時還具有較高的起動轉矩，尤其在低速時(包括0速度時)，可輸出150%～200%轉矩。

---