在大大小小的工业现场，几乎都会用到变频器来驱动电机，变频器驱动电机所要达到目的是：从最基本的转速变化到最复杂的定位控制等。显然变频器业已成为工业现场的“常客”，应用领域几乎是无处不在，应用功能也会无所不能。但是经常在技术支持热线上或者工业现场同用户讨论一些变频器的基本概念问题，例如
（1）矢量控制和V/F本质区别是什么？它们分别使用在哪种类型的应用中？
（2）带内置滤波器的变频器能否使用在IT电网？为什么？
（3）变频器成柜需要注意哪些问题？
（4）变频器接地需要注意哪些等？
这些基本问题看似简单，但是在多问几个为什么后就会发现仍然有很多不解之谜，所以希望能够在网上与各位网友讨论一下这些基本问题，目的是澄清基本概念，消除不解，希望能够帮助各位网友解决实际现场遇到的一些问题。
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1 V/F控制，电机的电压降会随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足而使电机不能获得足够的转矩（特别是在低频率时）。也就是说常规V/F控制变频器在低频率时无法满足电机额定转矩的输出。
2 V/F控制中，用户根据负载情况预先设定一种u/f曲线，变频器在工作时就根据输出频率的变化，按照曲线特性调整其输出电压，也就是说V/F控制是使变频器按照事先安排好的补偿程度工作，不能随负载的变化而改变。但是在以节能为目的和对速度控制精度要求不高的场合V/F控制变频器以其优越的性价比而得到广泛的应用。
3 矢量控制变频器的基本原理是，通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。
4 由于矢量控制可以使得变频器根据频率和负载情况实时的改变输出频率和电压，因此其动态性能相对完善。可以对转矩进行精确控制；系统响应快；调速范围广；加减速性能好等特点。在对转矩控制要求高的场合，以其优越的控制性能受到用户的赞赏。
5 矢量控制功能，要求输入完整的电机参数。而V/F就简单多了，因为矢量控制是以电机的参数为依据，因此完整的电机参数就显得尤其重要，以便变频器能有效的识别电机，很好的对电机进行控制。

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（1）矢量控制和V/F本质区别是什么？
V/F是指变频器运转时，变频器输出电压和输出频率之比，在调频的同时改变电机定子电压，则可以维持磁通接近不变，即U/F=C。也就是所谓的V/f控制方式。其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。
矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流)，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。

（2）它们分别使用在哪种类型的应用中？
三相交流电机与直流电机相比，实现对转矩控制要困难得多，这是因为三相交流电机控制特点是多变量、强耦合、非线性时变系统。V/f控制方式虽然简单，但只能满足大部分对调整响应动态性能要求不高的场合，如风机、水泵类负载。而矢量控制在一些对动态响应要求高的场合优势明显如电梯、轧机等。

（3）变频器成柜需要注意哪些问题？
变频器应该安装在控制柜内部。
变频器最好安装在控制柜内的中部;变频器要垂直安装，正上方和正下方要避免安装可能阻挡排风、进风的大元件。
变频器上、下部边缘距离控制柜顶部、底部、或者隔板、或者必须安装的大元件等的最小间距，应该大于300mm。
柜内安装变频器的基本要求
如果特殊用户在使用中需要取掉键盘，则变频器面板的键盘孔，一定要用胶带严格密封或者采用假面板替换，防止粉尘大量进入变频器内部。
对变频器要进行定期维护，及时清理内部的粉尘等。

（4）变频器接地需要注意哪些等？
变频器正确接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声能力的重要手段，变频器接地端子E（G）接地电阻越小越好，接地导线截面积应不小于2 mm2，长度应控制在20 m以内。变频器的接地必须与动力设备接地点分开，不能共同接地。信号输入线的屏蔽层应接至E（G）上，其另一端绝不能接于地端，否则会引起信号变化波动，使系统振荡不止。
变频器与控制柜之间应电气连通，如果实际安装有困难，可利用铜芯导线跨接。
不能同电焊、动力接地混用；


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这个论题已经讨论了4页，看的我有点云里雾里。也来说说我的看法和感受。
1.我很反对在论坛里的发言中，大块的引入文章段落或者书中的段落。见物不见人的空洞讨论，没有任何意义。我们都是工程师，都是在实践中做事的人，我们对本楼的议题难道就没有自己想说的经验和体会吗？我们自己的结论是什么呢？没有实践的说教，毫无味道，也不宜于交流和探讨问题。书本的东西，没有实践再认识的过程，永远是停留在初级的感性认识上。
2.先说第一个问题，就是V/F控制与矢量控制的区别。讨论了4页，也没看到那个发言中很明确的说出他们的区别。
关于V/F的定义大家可能已经都清楚了，就是电压频率比的输出，它又分为线性和非线性的两类；关于矢量控制的定义，西门子官方发布在最早的FAQ问题解答里就有很通俗、很简练的回答。我理解说白了，矢量控制就是要把交流异步电机调速实现和直流电机调速一样。把交流异步机的电流分成“电枢”和“励磁”两部分，实现交流异步机也和直流调速一样，能实现转矩控制。
因此，V/F控制与矢量控制他们的相同点都是通过变频器输出电压和频率对交流异步电机实现调速控制；
他们的不同点（区别）就在于：V/F控制在整个交流异步电机的调速范围中转矩不可控，而矢量控制能够转矩可控；另外V/F控制对交流异步电机的低频启动与运行不能实现基频以下全范围的恒转矩特性调节，而矢量控制比V/F控制低频段恒转矩特性的范围要宽得多。
举例：仅以MM440变频器的使用为例，当采用V/F控制时，电机带载启动运行，能够达到恒转矩特性的范围是20Hz至50Hz；而采用SLVC控制，恒转矩控制的范围是5Hz至50Hz；如果采用VC控制，恒转矩控制范围是1Hz至50Hz。这些数据不完全是官方发布的，是实际实验中得到的。如果我们仔细观察，以ABB的调频电机铭牌数据为例，他们给出的恒转矩调速范围是35－50Hz。这个很保守，其实，采用高性能的变频器，V/F控制的恒转矩范围可以更宽一些。我说的20Hz到50Hz是自己用MM440变频器做对拖试验获得的。
还有一个想说明的观点，我看到本议题讨论中在谈到V/F控制时，很多人都说V/F的控制精度不高，矢量控制的精度高。本人很有异议。控制精度和谁有关呢？和控制方式有关吗？NO！我认为凡是这么说的人基本没有注意实践中的观察和总结，也许教科书或某文章这么说，就跟着说。想当然呗。控制精度指的是什么？静态的指标，稳态时给定值与实际值之差。这就是控制精度。V/F控制差吗？还不说西门子系列的其他产品，就以MM440举例，V/F控制精度比SLVC的控制精度差在哪了？一点不差。不知道大家是否在V/F控制时使用过“滑差补偿”功能？我试过，空载和满载在给定不变的情况下，转速基本没有跌落。也就是说，不像异步电机的自然特性那样，转速受负载的影响产生滑差。V/F的控制精度一点不比SLVC差。
由此得到，控制精度与控制方式是无关的。它与变频器对电机的控制模型建模是否精准有关。也就是说，第一与变频器的（品质）控制水平有关；第二与调试人员是否正确输入电机铭牌数据有关；第三与是否正确的优化和辨识有关。我在网上看到许多人都说，标量控制（即V/F控制）可以不做优化，直接使用即可。其实这是错误的认识和操作。V/F控制同样需要电机的“快速调试”过程，这个快速调试过程，就是电机在变频器中建模的过程。要实现好的控制精度，优化和辨识决不能省略。
最后，关于V/F与SLVC的使用选择问题。其实许多恒转矩负载特性的场合，V/F控制与矢量控制是可以重叠应用的。也就是说两种控制方式均可以，完全取决于个人的习惯。不过我也发表下自己的观点：
风机泵类负载，除了个别的非变转矩负载以外（比如罗茨风机和潜水泵），一律采用v/f控制中的变转矩特性应用。风机泵类负载不要采用矢量控制。没有意义原因是风机和泵类的变转矩负载特性启动过程转矩是由0开始的；
恒转矩负载，比如传送带、辊道、一般的传动、多机并联驱动等，采用V/F控制即可；
恒转矩负载，比如升降机、主从同轴传动、卷绕、轧钢机等，采用SLVC或VC控制。也就是需要有转矩控制或“挖土机特性”的工艺和场合，都要使用矢量控制。
传动控制应用的行业很广，控制方案也是千奇百怪。这里不可能全覆盖到。还是应该具体问题具体分析讨论才好。泛泛的讲，也只能是常见的一些东西。
下面给出一个图示，4种曲线，代表四种异步电机的控制特性，加以比较说明它们之间的差别。


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1 U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式
　　其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。
　　2 电压空间矢量（SVPWM）控制方式
　　它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。
　　3 矢量控制（VC）方式
　　矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1（Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。


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首先，A501报警不是编码器的故障，是系统发出的警告，告诉你现在的电机运行状态达到了电流限幅。那么什么原因呢？可能是电机加速过程的时间太短了，也可能是负载太重了（或者说变频器和电机的容量太小了）。总之，是告诉你现在的传动系统已经把劲使到了极限状态了。没有多余的储备能力了。报警并不影响运行，只是警告你。所以系统是可以继续运行的。
2.关于什么时候用矢量控制；什么时候用V/F控制，这主要取决于你的现场负载性质以及工艺要求。一般需要转矩控制的场合，要使用矢量控制，一般传动场合，使用V/F控制即可。你的现场负载特性和工艺是怎样的呢？
3.是有这种说法，矢量控制变频器不能比电机的容量大4倍，还有一种说法，MM440的矢量控制最高运行频率不能超过200Hz；而V/F控制也不是没有限制的，只是范围比较宽。变频器容量比电机容量大10倍也可以，最高运行频率MM440是600Hz（V/F控制）；
4.电机的参数：额定电压、额定电流、额定转速、额定转矩、额定功率、额定功率因数这六个电机铭牌数据很重要，要输入到MM440的参数里去，在进行辨识、优化中自动计算电机控制模型。数据不准确就无法获得好的控制效果。
5.如果你的变频器比电机的容量大，就更应该准确的输入电机参数去优化控制系统。如果你的变频器容量比电机容量超过4倍。就不要使用矢量控制了，只能使用V/F控制。


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“矢量控制就是矢量控制，V/F 控制就是V/F控制，二者有本质的区别，控制性能差异很大”

1、矢量控制、V/F 控制，二者都是电机变频调速时，对电机磁场的控制；

2、V/F 控制：

1）是一种粗略的简单的控制方式，即V/F=定值控制模式；

2）它忽略了定子绕组电阻压降IoR对磁场的影响，V/F=定值控制模式，虽然阻止了频率下降、磁场增大的主要问题，但是磁场不是恒定的，而是随着频率在下降，造成低频时磁场弱、电机转矩不足；

3、矢量控制：

1）矢量控制，不忽略定子绕组电阻压降IoR对磁场的影响，采用（V-IoR）/F=定值控制模式，或者是励磁电流Io=定值控制模式；

2）它不忽略定子绕组电阻压降IoR对磁场的影响，（V-IoR）/F=控制模式，或者是励磁电流Io=定值控制模式，磁场是恒定的，而不是随着频率在下降，低频时不存在磁场弱、电机转矩不足的问题；

3）如果磁场能控制在电机设计参数上，变频调速时的运行参数与工频运行参数的关系明确，可精确计算转子转速，实现无速度传感器的速度闭环控制；

4、矢量控制、V/F 控制，由于都是磁场控制，这两种控制方式在接近工频运行时，磁场趋于一致，性能趋于一致，所以这两种控制的差别主要在低频端；



“‘当负载增大时，转子转速下降时，转差增大，转子感应电势、电流增大，转矩增大，’补充一下，电流完全是开环失控状态，接下来的后果就是IGBT－－咚－－的一声巨响，整台变频器灯灭灰飞(极端说法）。”

1、‘当负载增大时，转子转速下降时，转差增大，转子感应电势、电流增大，转矩增大’是异步电机的工作转矩原理，有了这一条，异步电机才有可能在工频运行了几个世纪！

2、如果负载严重过载，异步电机可能进入堵转区，如不及时停电停车，就会烧电机；

3、变频人都懂这个道理，所以变频调速控制电路，设有电流失速保护电路；

4、谁也没有把‘当负载增大时，转子转速下降时，转差增大，转子感应电势、电流增大，转矩增大’与失速保护看成矛盾的，而看成是相辅相成的



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IT接地系统的电网中不能使用内置滤波器的变频器。
因为IT系统是三相三线式供电及接地系统，该系统变压器(或发电机组三相输出)中性点不接地或经高阻抗接地，无中性线(俗称零线)N，只有线电压(380V)，无相电压(220V)，电器设备保护接地线(PE线)各自独立接地。变频器滤波器中的电容器易对地短路，造成中性点漂移，两相对地电压将升高为380V，而相平衡，不跳闸。


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第四个话题：
1、变频器和电机必须可靠接地，控制部分和动力线路分开，这是最基本安装的要求；
2、不建议使用3芯普通电缆，会干扰周边检测元件、自动化设备和变频器自身控制系统的正常运行，电机电缆优选3+3专用变频电缆，其次选用3+1变频电缆，屏蔽层和接地线必须一端连接电机，另一端连接在变频器的外壳接地端子上，可杜绝许多莫名其妙的故障，例如不能停车，逆变器停车后爆直流侧快熔，降速等问题。


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矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量（励磁电流）和产生转矩的电流分量（转矩电流）分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。简单的说，矢量控制就是将磁链与转矩解耦，有利于分别设计两者的调节器，以实现对交流电机的高性能调速。矢量控制方式又
有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。这样就可以将一台三相异步电机等效为直流电机来控制，因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。矢量控制算法已被广泛地应用在SIEMENS，AB，GE，Fuji等国际化大公司变频器上。
采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数，有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器。鉴于电机参数有可能发生变化，会影响变频器对电机的控制性能，目前新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能，带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行辨识，并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。
以异步电动机的矢量控制为例：它首先通过电机的等效电路来得出一些磁链方程，包括定子磁链，气隙磁链，转子磁链，其中气息磁链是连接定子和转子的。一般的感应电机转子电流不易测量，所以通过气息来中转，把它变成定子电流。然后，有一些坐标变换，首先通过3/2 变换，变成静止的d-q 坐标，然后通过前面的磁链方程产生的单位矢量来得到旋转坐标下的类似于直流机的转矩电流分量和磁场电流分量，这样就实现了解耦控制，加快了系统的响应速度。最后再经过2/3 变换，产生三相交流电去控制电机，这样就获得了良好的性能。
综合以上：矢量控制无非就四个知识：等效电路、磁链方程、转矩方程、坐标变换（包括静止和旋转）。
矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。



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因为当变频器的输出频率达到基频以上时，由于变频器半导体元件及电机绝缘的耐压限制，电机电压端子上电压不能超过额定电压，只能保持额定电压，随着输出频率F的增加，则U/F的比值下降，气隙磁通也随之减少，所以进入到弱磁控制。当采用矢量控制时，因为受直流母线电压和最大调制深度的限制，变频器输出电压同样不能超过电机额定电压，频率增加，U/F比值同样变小，进入到弱磁状态。


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变频器成柜需要注意哪些问题？这个问题包括的内容还是比较多的，如果知道变频器成柜的特点，那么就容易知道注意哪些问题了。变频器成柜的特点如下：
（1）强、弱电紧密结合，以电力电子和微电子器件为核心
（2）其所用的元器件和电子线路，具有工作信号电平低、速度快、元器件安装密度高。对电磁干扰较敏感，因而对使用现场的电磁环境要求也较苛刻。
（3）本身在工作时也向外界发出电磁干扰，往往影响其他电子设备正常工作。
（4）变频器在电气成柜设计、安装和使用时需要正确的抗干扰技术指导。

基于以上特点，变频器成柜注意的问题可以从以下几个方面考虑：
（1）注意使用环境
（2）柜内器件布置
（3）主回路设计
（4）器件布置原则
（5）电柜EMC规则
（6）变频器的接地
（7）电缆屏蔽接地方法
（8）布线
（9）散热通风


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以上两位大侠说的都应该没错，可能是考虑问题的角度不同。针对这个问题我的理解是，变频器驱动电机使用矢量控制时需要考虑变频器和电机容量之间的差别，大多少和不同类型的变频器有关。我认为这是因为矢量控制需要准确测量变频器的输出电流，那么准确测量变频器的输出电流则需要电流互感器或者在变频器内部的输出侧加精密电阻检测，这就有一个精度问题，大家都知道，大量程的电流互感器检测小电流肯定会出现偏差，这个偏差有可能还会很大，这样造成矢量控制不准确了，所以就有了这个要求。实际上我们一般也不会选择一个很大的变频器去驱动一个很小的电机，成本上不允许呀，同时即使能优化过去，控制上也不会很好。


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变频器会产生干扰信号，电缆是否采用屏蔽电缆及屏蔽电缆的接地方式是否正确对与其相连的或其周围的电气仪表设备会造成很大影响。实际应用中要注意以下问题：
1：把变频器接地做成独立接地。
2：频器到电机用屏蔽电缆连接,最好是屏蔽双绞线,屏蔽层最好单点接地。
3：在电缆线槽中把变频器电缆与动力电缆用隔板分开,防止相互干扰。
4：传感器信号输入变频器用于闭环控制信号及变频器输出4-20mA或0-10V信号采用屏蔽电缆连接。
5：可适当降低变频器载频。



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