简介：变频器是将工频电源（50Hz或60Hz）变换为不同频率的交流电源，以实现电机变速运行的装置。控制电路完成主电路的控制，整流电路完成变换。直流中间电路对整流电路的输出进行平滑和滤波，逆变电路将直流电逆变为交流电。
对于需要大量计算的变频器，例如矢量控制变频器，可能需要用于扭矩计算的CPU和等效电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。
1、变频器的分类
逆变器的分类方法有很多种。
按主电路工作方式可分为电压型逆变器和电流型逆变器，按开关方式可分为PAM控制逆变器、PWM控制逆变器、高载波PWM逆变器控制逆变器。
按工作原理分类，可分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器、矢量控制变频器等。
根据应用分类，可分为通用逆变器、高性能专用逆变器、高频逆变器、单相逆变器、三相逆变器。
2、变频器工作原理：
我们知道交流电机的同步转速方程为：
n=60 f(1-s)/p (1)
式中，n————异步电机转速，f————异步电机频率，p————电机极对数。由式(1)可知，转速n与频率f成正比。通过改变频率f，可以通过在0范围内改变频率f来改变电机的转速。从50Hz到50Hz，电机调速范围很宽。变频器是通过改变电机供电频率来实现调速的一种高效、高性能的理想调速方法。
3、逆变器接线图
4、变频器控制方法
低压通用变频输出电压380~650V，输出功率0.75~400kW，工作频率0~400Hz。主电路采用AC-DC-AC电路。其控制方式已经历了四代：
1U/f=C 正弦脉宽调制（SPWM）控制方式
其控制电路配置简单、成本低廉、机械性能和硬度优良，能满足一般传动装置平稳的调速要求，使其广泛应用于各个工业领域。但由于该控制方式输出电压较低，低频时受定子电阻压降的影响较大，降低了最大输出转矩。
而且其机械性能不如直流电机，动态转矩能力和静态调速性能不理想，系统性能不高，控制曲线随负载和转矩响应而变化。低速时，定子电阻和逆变器死区的影响会导致扭矩利用率低并降低稳定性。因此，人们开发了矢量控制的变频调速。
电压空间矢量（SVPWM）控制方法
它基于三相波形的整体生成效果，旨在逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹。三相调制波形立即生成并由内接多边形控制。近似于一个圆。
经过实际使用，引入频率补偿，可以消除速度控制误差，可以消除低速时定子电阻的影响，闭合输出电压和电流环路。提高动态精度和稳定性。但由于控制电路环节数量较多，且未引入扭矩调节功能，系统性能并未得到根本性提升。
矢量控制（VC）方式
矢量控制中变频调速的方法是将三相坐标系中异步电机的定子电流Ia、Ib、Ic转换为三相两相转换为两相坐标系中的交流电流Ia1Ib1。相位静止坐标系。通过转换转子磁场的旋转方向，对应同步旋转坐标系中的直流电流Im1和It1（Im1对应直流电机的励磁电流，It1是获得转子磁场控制量的控制方法）直流电机和异步电机的控制是通过逆坐标变换来实现的。
其本质是将交流电机与直流电机同等对待，独立控制速度和磁场分量。通过控制转子磁链，然后分解定子电流得到扭矩和磁场两个分量，通过坐标变换实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有革命性的意义。但在实际应用中，准确观测转子磁链较困难，系统特性受电机参数影响较大，且等效直流电机控制过程中采用的矢量旋转变换较为复杂，因此实际控制中在应用上很困难。控制效果以达到理想的分析结果。
直接扭矩控制（DTC）方式
1985年，德国鲁尔大学Depenbrock教授首先提出直接转矩控制变频技术。该技术很大程度上解决了矢量控制的上述缺点，并以其新颖的控制思想、简单明了的系统结构、良好的动静态性能得到了迅速发展。
目前，该技术已成功应用于电力机车牵引的高输出交流输电。 直接转矩控制直接分析交流电机在定子坐标系中的数学模型，并控制电机磁通和转矩。无需将交流电机等同于直流电机，从而消除了矢量旋转转换中的许多复杂计算。无需模仿直流电机的控制或简化交流电机的数学模型来进行解耦。
矩阵交叉控制方法
VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交-直-交变频。常见的缺点包括输入功率因数低、谐波电流高、直流电路中需要大型储能电容器以及无法将再生能量反馈回电网，即四象限运行。
为此，出现了矩阵AC-AC变频。矩阵交流-交流频率转换消除了对中间直流链路的需要，从而消除了对大型且昂贵的电解电容器的需要。功率因数统一，输入电流正弦波，系统功率密度高。尽管这项技术尚未成熟，但已经吸引了许多学者进行详细研究。其本质是直接实现扭矩作为受控变量，而不是间接控制电流或磁链。
具体方法如下。
· 控制定子磁通，引入定子磁通观测器，实现无速度传感器方法。
· 自动识别（ID）根据精确的电机数学模型自动识别电机参数。
· 计算定子阻抗、互感、磁饱和系数、惯量等对应的实际值，计算出实际扭矩、定子磁通、转子转速，进行实时控制。
实现Band-Band控制，根据磁链和转矩的Band-Band控制产生PWM信号，控制逆变器的开关状态。
矩阵AC-AC变频具有快速扭矩响应（2ms）、快速精度（2%，无PG反馈）和高扭矩精度（+3%）的特点，可实现高启动扭矩和高扭矩精度，特别是在低速时。准备好了。在最高转速（包括0速）时可输出150%200%的扭矩。
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