1 概述
由变频器构成的沟通调速体系普遍存在的问题是：
1)体系运转在低频区域时，其功用不行抱负，首要表现在低频发动时发动转矩小，形成体系发动困难乃至无法发动;
2)因为变频器的非线性发生的高次谐波，引起电动机的转矩脉动及电动机发热，而且电动机运转噪声也加大;
3)低频稳态运转时，受电网电压动摇或体系负载的改动及变频器输出电压波形的畸变，将形成电动机的颤动;
4)当变频器距电动机间隔较远时，以及高次谐波对操控电路的搅扰，极易引起电动机的匍匐。
因为上述各种现象，严峻下降由变频器构成的调速体系的调速特性和动态质量目标，本文对体系的低频机械特性和变频器的低频特性进行剖析，提出采纳的相应办法，以使体系的低频运转特性得以改进。
2 变频器低频机械特性
2.1 低频发动特性
改动异步电动机定子频率f1，即可滑润地调理电动机的同步转速，可是跟着f1 的改动，电动机的机械特性也将发生改动，尤其是在低频区域，依据异步电动机的最大转矩公式
2.2 低频稳态特性
电动机稳态运转时的转矩公式如下。
在角频率棕1为额定值时，R1能够疏忽，而在低频时，R1已不能疏忽，故在低频区时因为R1上的压降所占的比重添加，将无法坚持电磁转矩的稳定，特别是在电网电压改动和负载改动时，体系将呈现颤动和匍匐。
3 变频器调速体系低频特性
3.1 谐波剖析
由变频器构成的调速体系，因为变频器的非线性，电动机定子中除了基波电流外，还有各次谐波电流，因为高次谐波的存在，使电动机损耗和感抗增大，削减了cos渍，然后影响输出转矩，并将发生6倍于基波频率的脉动转矩。
以电流波形中的5 次、7 次谐波来剖析，在三相电动机定子电流中的5 次谐波频率为f5=5f1(f1为基波电流频率)，它在电动机气隙中发生空间负序的磁势和磁场，这个磁场的转速n51 为基波电流所发生磁场的转速n11 的5 倍，而且沿着与基波磁场相反的方向旋转，因为电动机转速必定，并假定挨近n11，这样由5 次谐波磁势在转子内感应出6倍于基波频率的转子电流，此电流与气隙基波磁势的合成作用发生6 倍于基波频率的脉动转矩。
7次谐波所发生的磁场与基波同相序，但它所发生的旋转磁场转速7 倍于基波旋转磁场的转速，故相应转子电流谐波与气隙主磁场的相对转速也是6 倍于基波频率，也发生一个6 倍于基波频率的脉动转矩。
以上两个6 倍于基波频率的脉动转矩一同使电动机的电磁转矩发生脉动，虽然其平均值为零，但脉动转矩使电动机转速不均匀，在低频运转时影响最大。
3.2 准方波办法下脉动转矩的发生
别离设鬃1、鬃2为定子磁链及转子磁链的空间矢量，在稳态准方波(QSW)运转办法时(桥中晶闸管用180毅电角脉冲触发)，鬃1 在输出周期内沿着正六边形的周边运动，鬃2 沿着与六边形同心的圆周运动。在准方波运转办法下鬃1和鬃2运动是接连的，但它们有严重的差异，当矢量鬃2以稳定定子电压角速度棕1 旋转时，矢量鬃1以稳定的线速度沿正六边形周边运转，矢量鬃1 线速度稳定导致其角速度的改动，然后引起鬃1和鬃2的夹角啄改动，除此，当鬃1 沿着六角形轨道移动时其幅值在必定程度上也有改动。当电动机空载时，因为处于稳态鬃1与鬃2的夹角啄与转矩T在棕1t=0、仔/6、仔/3时为零，而当棕1t屹0、仔/6、仔/3 时，啄不为零，它与上面说到的鬃1幅值改动一同引起低频转矩脉动，其频率为定子电压基波的6倍，当电动机带负载时对应于一个稳定的啄均值，低频转矩脉动将叠加于稳定转矩均值之上。
4 体系低频特性改进办法
4.1 发动转矩的提高
因为体系在低频时受R1上的压降影响，使体系的发动转矩随棕1 下降而减小，为此变频器设有转矩提高功用，该功用能够调整低频区域电动机的力矩，使之与负荷合作，增大发动转矩。可挑选主动转矩提高或手动转矩提高办法，其原理是提高定子电压也就相应提高了发动转矩，但提高电压设置过高，将导致电流过大引起电动机饱满、过热或过电流跳闸。如1336PLUS系列变频器的转矩提高功用，可主动调整提高电压，以发生所需的电压，可依据预订转矩所需的电流来挑选提高电压，转矩提高在操控电流的一起使电动机处于最佳运转状况，在挑选手动转矩提高时，要结合实践情况来设定转矩提高值。
4.2 改进低频转矩脉动
变频器构成的沟通调速体系的低频转矩脉动直接影响体系动态特性，不论是变频器的生产厂家，仍是体系集成的工程技术人员，都在致力于改进低频区脉动这一技术问题。如选用磁通操控办法，它不是依照调制正弦波和载波的交点来操控开关器材GTR 的导通和关断，而是始终使异步电动机的磁通挨近正弦波，旋转磁场的轨道是圆形，以此来决议GTR的导通规则。在很低的频率下，确保异步电动机在低速时旋转均匀，然后扩展了变频调速规模，按捺异步电动机的振荡和噪声。其圆形旋转磁场的完成，是经过检测磁通使操控环节随时判别实践磁通是否超越差错规模，来改动GTR的作业办法，然后确保旋转磁场的轨道呈圆形，以削减转矩脉动。
4.3 圆周PWM办法下降转矩脉动
“圆周”的意义是指定子磁链空间矢量鬃1 在高斯平面中沿着一个十分挨近于圆周的多边形运动，其以下降电动机脉动转矩为意图来确认电压脉冲的宽度和方位。三相逆变器为全波桥式结构，如其运转在这样一种办法下，当沟通输出端(a、b、c)之一在任何时刻接通直流母线(+、-)之一时，剩余的两个沟通输出端，应一起接到另一个直流母线上，这一原理从图1(a)中能够显着表明清楚。明显沟通输出端接到直流母线办法有6 种，这就导致定子电压U1的空间矢量有6 个方位，这6 个方位如图1(b)所示，图1(b)中6 种开/关状况对应着U1的六种方位，图中粗线方位表明开关1、3、6处于开的方位，投影所发生的瞬时相电压为
PWM 办法是一种斩波准方波调制，负载上的相电压由矩形段和零电压段(U1=0 时)组成，在每个电压脉冲时刻，矢量鬃1 以稳定线速度移动，而在零电压段坚持中止，但是因为矢量鬃2 以稳定角速度棕1滚动，鬃1 和鬃2间的夹角啄就呈现了，因而电压斩波是引起高频转矩脉动的首要原因，其频率与输出电压脉冲频率相同。这是PWM 本身所固有的，实践上高频转矩脉动是很难消除的，它总是叠加于低频转矩脉动之上。为消除体系的低频转矩脉动可从以下两种办法开展作业。
在电压脉冲中心点的时刻，矢量鬃1、鬃2间的夹角啄在稳态运转时关于一切脉冲应坚持稳定，消除由啄改动而发生的对低频转矩(频率为6f1)的影响，在空载情况下啄=0，虽然鬃1 的幅值改动，低频转矩脉动依然将被彻底消除。
在稳定负载时，只是鬃1幅值的改动就会引起低频转矩脉动，而负载引起鬃2幅值的改动能够疏忽，因而有必要取得一个比较挨近于圆周的鬃1矢量轨道。
圆周PWM 是使用空载矢量鬃1的空间方位来确认电压脉冲的中心点，即晶闸管导通段及零电压段的合理组合，能够发生幅值改动可疏忽不计的鬃1，此原理如图1所示，鬃1中止时刻(即零电压段)用黑线标出，确认电压脉冲方位使它们对称，如图中A、B、C 各横坐标(即B、C 旋转后)的中心点，脉冲宽度(即持续时刻)与坐标长度相对应，所要求的输出电压波形周期由矢量鬃1沿多边形转一周所需的时刻确认。选用此办法在坚持输出电压由零到最大值可变的一起，可有效地消除低频转矩脉动。
