通用型變頻器 帶矢量控制模式，不僅能在速度范圍內(nèi)匹配DC電機，還能控制異步電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。因為矢量控制模式是基于被控異步電機的精確參數(shù)，所以有些電機通用變頻器需要精確輸入異步電機的參數(shù)，有些則需要使用速度傳感器和編碼器。由于電機參數(shù)可能發(fā)生變化，這會影響到對電機的控制性能。根據(jù)辨識結(jié)果，可以調(diào)整控制算法中的相關(guān)參數(shù)，從而對普通異步電機進行有效的矢量控制。
異步電機矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的開發(fā)，使異步電機的調(diào)速達到了與DC電機相當(dāng)?shù)母呔群涂焖夙憫?yīng)性能。異步電機的機械結(jié)構(gòu)比DC電機簡單牢固，轉(zhuǎn)子沒有碳刷滑環(huán)等電接觸點，應(yīng)用前景十分廣闊。其優(yōu)點和適用范圍總結(jié)如下:
1.矢量控制系統(tǒng)的優(yōu)點:
動態(tài)“快速響應(yīng)”DC電機受整流限制，不允許過高的di/dt。異步電機只受逆變器容量的限制，強制電流的倍數(shù)可以很高，所以速度響應(yīng)快，一般達到毫秒級，在快速性上已經(jīng)超過了DC電機。
低頻時轉(zhuǎn)矩增加一般為VFD(VVVF控制)。低頻時，轉(zhuǎn)矩往往低于額定轉(zhuǎn)矩，5Hz以下不能滿負荷工作。而矢量控制VFD可以保持磁通不變，轉(zhuǎn)矩與之成線性關(guān)系，因此可以在極低頻率下使電機的轉(zhuǎn)矩高于額定轉(zhuǎn)矩。
控制的靈活性DC電機常根據(jù)不同的負載對象選擇他勵、串勵、復(fù)合勵等形式。它們具有不同的控制特性和機械特性。在異步電機的矢量控制系統(tǒng)中，同一臺電機可以輸出不同的特性。通過使用不同的函數(shù)發(fā)生器作為系統(tǒng)中的磁通調(diào)節(jié)器，可以獲得他勵或串勵DC
電動機的機械特性。
采用矢量控制，電機在低速時的輸出轉(zhuǎn)矩，如(無速度傳感器)1Hz(對于4極電機，其轉(zhuǎn)速約為30r/min)可達到電機在50Hz時的輸出轉(zhuǎn)矩(最大約為額定轉(zhuǎn)矩的150%)。
對于常規(guī)的V/F控制，電機的壓降隨著電機轉(zhuǎn)速的降低而增大，導(dǎo)致勵磁不足，使電機不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了彌補這一不足，VFD需要提高電壓來補償電機降速造成的電壓降。VFD的這個功能叫做“扭矩提升”。
轉(zhuǎn)矩提升功能是增加VFD的輸出電壓。然而，即使輸出電壓增加很多，電動機轉(zhuǎn)矩也不能相應(yīng)地增加到其電流。因為電機電流包含了電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其他分量(如勵磁分量)。
矢量控制分配電機的電流值，從而確定電機電流分量和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的其他電流分量(如勵磁分量)的值。
矢量控制可以通過響應(yīng)電機端的壓降來優(yōu)化補償，在不增加電流的情況下讓電機產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩。該功能對于改善電機低速時的溫升也是有效的。
2.矢量控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍
要求高速響應(yīng)的工作機械:比如工業(yè)機器人驅(qū)動系統(tǒng)的速度響應(yīng)至少需要100rad/s，矢量控制驅(qū)動系統(tǒng)的最大速度響應(yīng)可以達到1000rad/s，保證機器人驅(qū)動系統(tǒng)快速準確的工作。
適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境:如造紙機、印染機等要求在高濕、高溫、腐蝕性氣體環(huán)境下工作，異步電機比DC電機更適合。
3.高精度電氣傳動:如鋼板卷取機屬于恒張力控制，對電氣傳動的動靜態(tài)精度要求高，可在高速(弱磁)、低速(點動)、停車時強制制動。異步電動機應(yīng)用矢量控制后，靜態(tài)容差為0.02%，完全可以取代V-M DC調(diào)速系統(tǒng)。
4.四象限運行:比如以前高速電梯的曳引由DC驅(qū)動，現(xiàn)在逐漸被異步電機矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)取代。