变频调速控制技术 交流电机是一个非线性、强耦合的系统，它的数学模型的最大特点就是高阶、多变量、非线性。在实际应用中，通过它的数学模型做不同的假设，就可以得到不同的动态结构图，也就有了下面几种不同的控制方法： (1) 转速开环，恒压频比控制 这种控制方法的最大优点就是系统结构简单，成本低，可以满足一般平滑调速的要求。缺点就是系统的静态及动态性能不高。 (2) 转速闭环，转差频率控制 这种控制方式的突出优点就在于它基本上具备了直流电机双闭环控制系统的优点，结构也不是很复杂，系统的静、动态性能都得到了很大的改善。但是由于采用了较强的假定，得到的是近似的动态结构图，因此设计结果与实际还有一定的距离，效果不能令人完全满意。 (3) 矢量控制 这种控制方法的基本思路是将电机定子电流矢量在适当的坐标系上分解为励磁电流矢量和转矩电流矢量，分别进行控制，保持励磁电流矢量的幅值不变，直接以瞬时转矩电流矢量为控制对象，电机因而获得很快的阶跃响应。现在应用很广泛的一种转子磁通定向技术，就是将旋转坐标d轴固定在转子空间磁链上，保持励磁电流分量 恒定不变，同时转子磁通也保持不变，这时，瞬时电磁转矩： (1-3) 只和转矩电流有关，这样就将定子电流的励磁分量和转矩分量分开了，从而通过控制定子电流的转矩分量 即可达到控制瞬时转矩的目的。这种控制方案运算比较复杂，且对电机的参数，尤其是转子电阻的依赖性较大，因此在工作环境发生变化或低速运行时，如何保持磁场定向的准确性就是一个需要解决的问题。一般来说，异步电机运行时，电感参数变化２０％，而转子电阻温度变化可达１００％。针对于此，人们提出了一系列温度补偿和参数辨识的方法，也提出了一些能对参数变化具有较强鲁棒性的控制算法。但所有这些都还不成熟，而且需要更高处理速度的芯片才能保证实时性的要求。 (4) 直接转矩控制 直接转矩控制是继矢量控制之后出现的又一种交流电动机调速控制方案。它不考虑如何使定子电流解耦，而是直接着眼于对电磁力矩的直接控制。它采用空间矢量的方法，在定子坐标下计算和控制交流电动机的转矩，采用定子磁场定向，借助于离散两点式调节（Bang–Bang控制）产生PWM信号，直接对逆变器的开关状态进行最佳选择，以获得转矩的高动态性能控制。它省去了复杂的矢量变换，没有通常的PWM信号发生器。该控制系统的转矩响应迅速，限制在一拍以内，且无超调。直接转矩控制中磁链轨迹控制有两种方案 ，即德国的Depenbrock提出的六边形方案和日本的Takahashi提出的圆形方案。感应电动机在三相对称正弦交流电供电时，电机产生圆形旋转磁场。在变频控制时，使电机产生圆形磁链轨迹，这样就能降低电机损耗、转矩脉动和噪声，减小对电网的谐波干扰，圆形磁链轨迹控制方案目前应用得较多。六边形磁链轨迹是直接转矩控制刚提出时的磁链控制方法，该方法的特点是功率开关管的开关频率低，但该方法电流谐波和转矩脉动都较大，目前主要在大功率高速场合采用。直接转矩控制对电机转矩采用Bang—Bang控制，因而具有最快的转矩响应，但却带来了转矩脉动大、噪音大等问题。目前变频调速已经在交流调速系统中占据了主导地位，从数百瓦的家用电器到上万千瓦的调速传动系统，无所不包的都用到了变频调速技术。而且，随着自关断元件的发展，各种数字控制技术及PWM技术的应用、集成技术以及交流电机调速理论的不断发展，变频器也朝着高度集成化、采用表面安装技术、转矩控制高性能化、保护功能健全、操作简便化、驱动低噪音比、高可靠性、低成本和小型化的方向发展。