1一般通用變頻器的局限性  

　　采用一般的通用變頻器給異步電動機供電時，可以實現(xiàn)無級平滑調速，起動和停車都很方便。但是，調速時有靜差，精度不高，調速范圍不過1:10左右，而且也不能像直流調速系統(tǒng)那樣提供很高的動態(tài)性能。  

　　2高性能通用變頻器的控制策略  

　　要實現(xiàn)高動態(tài)性能，必須充分研究電機的物理模型和動態(tài)數(shù)學模型�，F(xiàn)在常用的高性能控制策略有矢量控制和直接轉矩控制兩種。  

　　矢量控制系統(tǒng)的特點是:采用由轉子磁鏈決定d-軸方向的dq同步旋轉坐標系，把異步電機的定子電流分解為其勵磁分量和轉矩分量，得到類似于直流電機的轉矩模型，再采取措施把非線性系統(tǒng)變換成兩個獨立的轉速和轉子磁鏈的子系統(tǒng)，從而模仿直流電機分別用PI調節(jié)器進行控制。選用高精度的光電碼盤轉速傳感器時，矢量控制系統(tǒng)的調速范圍可達1:1000，動態(tài)性能也很好。但按轉子磁鏈定向會受電機參數(shù)變化的影響而失真，從而降低了系統(tǒng)的調速性能，采用智能化調節(jié)器可以克服這一缺點，提高系統(tǒng)的魯棒性。 

　　直接轉矩控制系統(tǒng)舍去比較復雜的旋轉坐標變換，僅在兩相靜止坐標系上構成轉矩和定子磁鏈的反饋信號，并用雙位式砰-砰控制代替線性調節(jié)器來控制轉矩和定子磁鏈，根據(jù)二者的變化選擇電壓空間矢量的PWM(SVPWM)開關狀態(tài)，以控制電機的轉速。這種系統(tǒng)控制結構簡單，轉矩響應快，又避免了轉子參數(shù)變化的影響。但砰-砰控制會使輸出轉矩產(chǎn)生脈動，影響系統(tǒng)的低速性能。 

　　從理論基礎上看，矢量控制系統(tǒng)和直接轉矩控制系統(tǒng)都是基于異步電動機動態(tài)數(shù)學模型進行控制的。在兩相坐標系上的異步電動機具有4階電壓方程和1階運動方程，其狀態(tài)方程應該是5階的，須選取5個狀態(tài)變量。在系統(tǒng)的動態(tài)模型中，輸入變量是Usd，Usq，ω1，TL，對于籠型轉子電機，轉子內部是短路的，Urd=Urq=0，因此，可供選用的狀態(tài)變量共有9個，即轉速ω、4個電流變量isd，isq，ird，irq和4個磁鏈變量ψsd，ψsq，ψrd，ψrq。轉子電流ird和irq是不可測的，不宜用作狀態(tài)變量，只能選定子電流isd，isq和轉子磁鏈ψrd，ψrq，或者選定子電流isd，isq和定子磁鏈，也就是說，可以有ω-ψr-is狀態(tài)方程和ω-ψs-is狀態(tài)方程兩種。矢量控制選用了ω-ψr-is方程，而直接轉矩控制選用的是ω-ψs-is方程。  

　　從總體控制結構上看，兩者都采用轉矩和磁鏈分別控制，轉矩控制環(huán)(或電流的轉矩分量環(huán))都處于轉速環(huán)的內環(huán)，可以抑制磁鏈變化對轉速子系統(tǒng)的影響，從而使轉速和磁鏈子系統(tǒng)實現(xiàn)了近似的解耦。因此兩種系統(tǒng)都能獲得較高的靜、動態(tài)性能。  

　　但是，由于具體控制方案的區(qū)別，兩者在控制性能上卻各有千秋。矢量控制系統(tǒng)采用轉子磁鏈定向，因而實現(xiàn)了定子電流轉矩分量與磁鏈分量的解耦，可以按線性系統(tǒng)理論分別設計轉速與磁鏈調節(jié)器(一般采用PI調節(jié)器)，實行連續(xù)控制，從而獲得較寬的調速范圍;但按ψr定向受電動機轉子參數(shù)變化的影響，降低了控制系統(tǒng)的魯棒性。直接轉矩控制系統(tǒng)則實行Te和ψs砰-砰控制，避開了旋轉坐標變換，簡化了控制結構;控制定子磁鏈而不是轉子磁鏈，不受轉子參數(shù)變化的影響;砰-砰控制本身屬于P控制，可以獲得比PI調節(jié)器更快的動態(tài)響應(由于沒有電流內環(huán)，須注意限制最大沖擊電流);但不可避免地產(chǎn)生轉矩脈動，而且?guī)Хe分環(huán)節(jié)的磁鏈電壓模型在低速時準確度較差，這都使系統(tǒng)的低速性能受到限制。  

　　3矢量控制和直接轉矩控制的應用和發(fā)展  

　　矢量控制系統(tǒng)和直接轉矩控制系統(tǒng)都是高性能的交流調速系統(tǒng)，都已獲得廣泛的實際應用，由于它們各自的特色，在應用領域上又各有側重。矢量控制除用于一般調速外，更適用于寬范圍調速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)，而