逆变器怎么控制压频比



无源逆变器工作原理

无源逆变器的工作原理主要是通过对输入电压的控制和逆变器内部参数的调整，来维持输出电压与频率的比例恒定。具体工作原理如下：

输入电压控制：

直流电压调节：一种方法是通过控制输入的直流电压来调整逆变器输出的交流电压。当电源为交流时，可通过可控整流电路将其转换为可调节的直流电压，再输入到逆变器。这种方法允许对电压进行精细调节，但可能伴随输出电压减小时交流电压谐波增加的问题。

逆变器内部参数调整：

内部控制策略：另一种方法是在逆变器内部进行电压控制，直接调整逆变器的工作参数以维持所需的输出电压。这通常需要对逆变器的内部结构有深入理解，并可能涉及更复杂的控制算法。

维持U/f比例恒定：

目标实现：无论是通过外部直流电压调节还是内部控制，无源逆变器的核心目标是确保在调速过程中，电动机的电压频率比保持恒定，从而实现电动机的平稳、高效运行。

性能与效率权衡：

挑战与优化：这种控制方式可能会带来额外的性能和效率挑战，需要根据具体应用进行权衡和优化，以确保逆变器的整体性能和效率达到最佳状态。

正弦波永磁同步电动机的控制方法

正弦波永磁同步电动机的控制方法：

正弦波永磁同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Motor，简称PMSM）的控制方法主要包括恒压频比控制方法、直接转矩控制技术和矢量控制技术。以下是这三种控制方法的详细阐述：

一、恒压频比控制方法

恒压频比控制方法是通过控制电机输入电压的幅值和频率同时变化，从而使电机磁通恒定。这种方法与交流感应电机的恒压频比控制方法相似。

优点：在不反馈电流、电压或位置等物理信号的前提下，仍能达到一定的控制精度，控制算法简单、硬件成本低廉，在通用变频器领域得到了广泛应用。缺点：由于在控制过程中无法获得电机的运行状态信息，因此无法精确控制转速或电磁转矩，系统性能一般，动态响应较差。尤其在给定目标速度发生变化或者负载突变时，容易产生失步和振荡等问题。同时，不能分别控制转矩和励磁电流，在控制过程中容易存在较大的励磁电流，影响电机的效率。应用：常用于性能需求较低的通用变频器中，如空调、流水线的传送带驱动控制、水泵和风机的节能运行等。

二、直接转矩控制技术

直接转矩控制技术（Direct Self-Control，DSC）是在定子静止坐标系上构建磁链和电磁转矩模型，通过施加不同的电压矢量实现电磁转矩和定子磁链的控制。

优点：算法简单、转矩响应好。缺点：在速度较低时控制频率低，转矩脉动较大。因此，减小低速时的转矩脉动成为了直接转矩控制方法中的研究热点。应用：在要求高瞬态转矩响应的场合。

三、矢量控制技术

矢量控制技术（field oriented control，FOC，直译是磁场定向控制，也被称作矢量控制Vector Control）是目前无刷直流电机（BLDC）和永磁同步电机（PMSM）高效控制的最优方法之一。

原理：利用坐标变换将采集到的电机三相定子电流、磁链等矢量按照转子磁链这一旋转矢量的方向分解成两个分量，一个沿着转子磁链方向，称为直轴励磁电流；另一个正交于转子磁链方向，称为交轴转矩电流。根据不同的控制目标调节励磁电流和转矩电流，进而实现对速度和转矩的精确控制，使控制系统获得良好的稳态和动态响应特性。

矢量控制算法：根据不同的控制目标，永磁同步电机矢量控制算法可以分为id=0控制、最大转矩/电流控制、弱磁控制等。这些性能指标均可以通过对直轴励磁电流和交轴转矩电流的独立控制来实现。

FOC控制算法详解：

两个重要的矢量：正交力(Q，quadrature)和直接力(D，direct)。要想使得电机转动，需要增加正交力Q，而减小直接力D。

非FOC，正弦控制变换：扭矩命令通过正弦查找表“向量化”，从而为电机的每个绕组开发一个单独的命令。但这种方法随着电机旋转频率的增加，维持所需电流的挑战也随之增加，导致可用扭矩的减少。

FOC控制算法：FOC类似于正弦交换，但增加了一个主要的数学扭曲变换。FOC的控制方案不同之处在于，电流环与电机的旋转脱钩。在FOC方法中，有两个电流环，一个用于Q转矩，另一个用于D转矩。Q转矩环由伺服控制器驱动用户所需的转矩。由于D转矩是人们不想得到的，因此在闭环控制中，希望D越小越好，所以D的参考电流输入为0。

FOC控制算法的具体工作流程包括：

采样电机的三相电流。

将三相电流进行Clarke变换，得到二维坐标内的投影变换结果。

将Clarke变换结果经过Park变换，得到与电机转子角度相关的电流分量。

计算电流分量与其设定值的误差，并将误差输入PID控制器，得到输出的控制电压。

将控制电压进行反Park变换，得到用于合成电压空间矢量的电压分量。

用电压分量合成电压空间矢量，输入SVPWM模块进行调制，输出该时刻三个半桥的状态编码值。

按照输出的编码值控制三相逆变器的MOS管开关，驱动电机。

循环上述步骤。

综上所述，正弦波永磁同步电动机的控制方法各有优缺点，应根据具体应用场景和需求选择合适的控制方法。在实际应用中，还需要考虑电机的参数、负载特性、控制精度和成本等因素。

变频器的控制方式主要有哪三种

变频器的控制方式主要有以下三种：

V/F控制方式：

也称为压频比控制方式，基于在改变电源频率进行调速的同时保证电动机的磁通不变的思想。结构简单，但采用开环控制方式，控制性能有限。在低频时需进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。多应用于风机、水泵等节能型负载。

矢量控制方式：

通过将异步电动机在三相坐标系下的定子电流转换为同步旋转坐标系下的直流电流，模仿直流电动机的控制方法实现对异步电动机的控制。可以将三相异步电机等效为直流电机来控制，获得与直流调速系统相似的静、动态性能。包括基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。

直接转矩控制方式：

直接将转矩作为被控量来控制，而不是通过控制电流、磁链等量间接控制转矩。通过控制定子磁场向量来控制电动机转矩。在高速范围或发电制动运行时采用六边形磁链轨迹，低速范围运行时采用圆形磁链轨迹。减少了逆变器开关次数，保证了很低的开关频率。

综上所述，这三种控制方式各有特点和应用场景，选择合适的控制方式对于优化变频器的性能和满足特定应用需求至关重要。

变频器可以改变电压吗？

不可以。 变频器只是通过改变交流电的频率来改变电机转速。

原理：

主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”。

并网逆变器谐波抑制

并网逆变器谐波抑制

并网逆变器谐波抑制是确保电力系统安全运行的重要课题。在单相储能并网应用中，由于并网逆变器脉冲调制载波比相对较低以及非线性负载等因素的影响，并网电流容易发生畸变。为了有效抑制谐波，目前一般采用多重化准PR控制和重复控制两种方案，以下主要讲解多重化准PR控制。

一、多重化准PR控制器传函

在单相并网逆变器中，要实现正弦参考电流的无静差跟踪以及消除网侧电压扰动作用，首先需要设定准PR控制器的谐振频率为网侧电压基频，即2π*50rad/s。此外，考虑到网侧电压含有的谐波分量对电流的扰动作用，可以在准PR控制器中加入谐波频率的谐振项。电网中通常会含有一定量的奇次低次谐波，因此，可以在电流控制器中加入3、5、7次谐波频率的谐振项，构成多重化准比例谐振控制器。

多重化准PR控制器的传函表达式中，Krh和Wch分别为对各次谐波的谐振系数和截止频率，h为谐波次数。当并网电流含有3,5,7次的谐波分量时，该控制器可以实现对此几次低次谐波的有效抑制。

二、多重化准PR控制器离散化

多重化准比例谐振谐振控制器实际上是一个特殊的PR控制器，其离散形式的推导可以参考相关文献或技术资料。离散化后的控制器可以更好地适应数字信号处理系统的需求，实现实时控制。

三、多重化准PR控制器方案仿真

为了验证多重化准PR控制器的有效性，可以搭建一个基于MATLAB的单相并网逆变器模型。该模型采用SFUNCTION技术，便于实现后续程序的无缝移植。模型框架包括主电路部分、监控调试窗口部分和MCU控制器部分。

主电路部分：包括逆变器主电路以及电网模型，用于模拟实际并网逆变器的运行情况。监控调试窗口部分：将所有与控制相关的量集中在一起，方便调试和观察控制效果。MCU控制器部分：包含控制算法以及与控制相关的逻辑，采用SFUNCTION完成，可以实现与实际DSP程序的无缝移植。

通过仿真分析，可以对比仅加入1次基波准PR控制器和加入1次基波及3,5,7次谐波的多重化准PR控制器的控制效果。仿真结果表明，加入多重化准PR控制器后，3、5、7次谐波均得到了很好的抑制，电流总THD（总谐波失真）从之前的7.01%下降到了4.96%。

四、仿真对比结果

以下是通过仿真得到的对比结果表：

| | 准PR | 多重化准PR || --- | --- | --- || 电流有效值 | 2.5A | 2.5A || 总THD | 7.01% | 4.96% || 3次谐波THD | 5.03% | 0.26% || 5次谐波THD | 2.89% | 0.18% || 7次谐波THD | 2.43% | 0.19% |

从上述对比结果可以看出，多重化准PR控制器在抑制谐波方面表现出色，显著降低了电流的总THD以及各次谐波的THD。

五、结论

综上所述，多重化准PR控制器是一种有效的并网逆变器谐波抑制方案。通过加入对3、5、7次谐波频率的谐振项，可以实现对这些低次谐波的有效抑制，从而降低电流的总THD，提高电力系统的运行稳定性和安全性。因此，在单相储能并网应用中，多重化准PR控制器具有广泛的应用前景。

VVVF（恒压频比）控制学习

VVVF（恒压频比）控制学习

VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）控制，即恒压频比控制，是一种广泛应用于异步电机调速的控制策略。以下是对VVVF控制的详细学习内容。

一、VVVF控制概述

VVVF控制是一种基于电机稳态数学模型的开环控制系统。其出发点是保持电机每极磁通恒定，通过同时调节定子电压和频率来实现对电机转速的控制。相比于矢量控制，VVVF控制具有简单、受参数变化影响小、成本低等优点，在交流调速领域应用广泛。

二、VVVF控制工作原理

在电机控制过程中，保持每极磁通恒定是关键。根据电机学基本原理，异步电机定子每相绕组电动势有效值与气隙磁通在每相中感应电动势的有效值、定子电压频率以及每极气隙磁通量有关。因此，通过控制定子电压和频率，可以实现对磁通有效值的控制。

在基频以下，为了保持磁通有效值不变，当频率从电机的额定频率往下调节时，必须同时降低定子电压，使定子电压与频率之比保持恒定。这就是“恒压频比VF”的控制方式。由于绕组中的气隙感应电动势不能直接被检测到，而定子相电压的基波有效值已由变频电源给出，并且当电动势有效值较大时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，认为定子相电压有效值等于气隙感应电动势有效值。

三、VVVF控制仿真搭建

在VVVF控制系统中，发波的方式主要有正弦脉宽调制（SPWM）和空间电压矢量脉宽调制（SVPWM）两种。

SPWM方式：通过调制正弦波信号的占空比，生成一系列等幅不等宽的脉冲信号，从而控制逆变器的输出电压和频率。这种方式实现简单，但谐波含量相对较高。

SVPWM方式：通过控制逆变器开关器件的开通和关断，使输出电压的空间矢量尽可能接近理想的圆形旋转磁场，从而减小谐波含量，提高输出电压的波形质量。这种方式实现相对复杂，但性能更优。

以下是VVVF控制系统的仿真搭建框图和波形变化情况：

图1 VF控制系统框图（SPWM）图2 VF控制系统框图（SVPWM）图3 VF控制系统仿真模型系统图4 VF控制系统仿真模型波形变化情况

从仿真结果可以看出，当电机转速下降时，对应的定子电压也随之下降，与VF的控制原理相对应，说明搭建的VF调速系统是正确的。

四、VVVF控制性能优化

虽然VVVF控制具有诸多优点，但由于其开环控制的特性，存在动态性能差、带负载能力差等问题。因此，在实际应用中，可以通过以下措施对VVVF控制性能进行优化：

增加转矩电流环：通过引入转矩电流环，可以提高系统的动态响应速度和带负载能力。补偿定子电阻压降和死区影响：通过精确测量和补偿定子电阻压降以及逆变器死区时间的影响，可以进一步提高系统的控制精度和稳定性。采用先进的控制算法：如模糊控制、神经网络控制等先进控制算法的应用，可以进一步提升VVVF控制系统的性能。

五、总结

VVVF控制作为一种简单、有效的异步电机调速策略，在交流调速领域具有广泛的应用前景。通过对其工作原理、仿真搭建以及性能优化等方面的学习，可以更好地理解和应用VVVF控制技术，为电机控制系统的设计和优化提供有力支持。

什么叫有源逆变器

有源逆变器（Active Inverter）是一种能够将直流（DC）电能转换成交流（AC）电能的电力电子设备，具有更高的控制精度和效率。以下是关于有源逆变器的详细解答：

1. 工作原理：

有源逆变器利用电力电子器件（如IGBT、MOSFET等）的快速开关特性，将直流电源的电能转换为交流电能。这些器件在电路中起到开关的作用，通过不断的开关动作，产生所需的交流电波形。

2. 控制方式：

有源逆变器通常采用PWM（脉冲宽度调制）技术来控制输出交流电的频率和电压。PWM技术通过调整脉冲信号的占空比，即脉冲宽度与周期的比值，来精确控制输出电压的有效值和频率。

3. 优点：

高效率：有源逆变器的转换效率通常在90%以上，相比传统逆变器具有更高的能量利用率。高功率因数：有源逆变器可以提供接近1的功率因数，有效减少了对电网的谐波污染，提高电网质量。可控性强：通过PWM技术，有源逆变器可以实现对输出电压和频率的精确控制，满足不同负载的需求，提高系统的灵活性和稳定性。

4. 应用领域：

有源逆变器广泛应用于太阳能光伏发电、风力发电、电动汽车充电、工业变频调速等领域，为这些领域提供了高效、可靠的电能转换解决方案。

5. 分类：

单相有源逆变器：适用于家庭、小型商业等场合，提供单相交流电源。三相有源逆变器：适用于工业、大型商业等场合，提供三相交流电源，满足大功率负载的需求。

综上所述，有源逆变器是一种高效、可控的电力电子设备，在现代社会中具有广泛的应用前景。

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467