变频器设计基础
变频器就是可以改变交流电频率的一种装置，用它对交流电进行调速，就可以使得电机实现无级调速。
我国交流电工频为50Hz，通过变频器可以对交流电进行从0到几千甚至上万Hz之间任意调整。
主要对异步电机进行调速。
异步电机
直流电机结构复杂，维护保养困难，在电力拖动系统中，需要转速一定，调速性能要求不高的情况下用的都是交流电机。
交流电机没换向器 结构简单，维护方便，成本低。但是调速性能较差xxx特别差。
交流异步电机同步转速（旋转磁场转速）$n_1$ 表示
$$ n<n_1=\frac{60f}{p} $$
其中 $f$ 为交流电频率, $p$ 为电机的极对数。 $n$ 为电机的实际转速。
转差率$s$的定义为
$$ s=\frac{n_1-n}{n_1}\ \ \ \left( 0<s<=1 \right) $$
电机转速的变式：
$$ n=(1-s)n_1=\frac{60f}{p} $$
要改变电机的转速就只能在 $f$ $p$ $s$ 这三个方面想办法。
变频器就是通过改变频率 $f$ 来对电机进行调速的器件。
异步电动机的VF控制（开环控制简单粗暴）
单独改变频率是不行的 还需要同时对电压进行改变。
V/f控制就是保证输出电压跟频率成正比的控制，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生，多用于风机、泵类节能型变频器用压控振荡器。
解释：
电机运行时自感电动势 $E$
$$E\propto f\varPhi $$
$\varPhi$为电机的磁通。
电源电压$U$和自感电动势$E$在额定负载时差不多一致。
定子电路简化图如下：
r与x为漏磁阻抗。其之间的关系为：
$$U= E+I(r+jx)$$
额定频率时，漏磁阻抗上的电压很小。所以电源电压$U$和自感电动势$E$在额定负载时差不多一致。则可以得到：
$$U\propto f\varPhi $$
$$\varPhi\propto U/f $$
所以可以得到电机的磁通，与电机电压成正比，与频率成反比关系。使用变频器时，使得频率降低，电压不变的话。则磁通会升高。磁通的增加会导致xxx
磁化曲线：电机磁通大小与励磁电流的关系曲线。
磁通增加会导致磁通到达B区域，使得电流波形尖锐。所以只变频不变压的话，电机磁通会增加，电机铁芯出现深度饱和。励磁电流急剧增加，使得电机损耗增加，可能出现电机过热烧毁。
所以在改变频率时，必须保证磁通不变，为一个恒定值。
$$\varPhi\propto U/f $$
即保持电压和频率的比值不变。同步降低与升高。得到如下基本的UF曲线**。
而别忘了！ U是代替E而出现的。 在额定频率也就是曲线右上角一部分下，漏磁阻抗所占分压很少，所以U可以很近似E。但是在此点一下，即轻载或者空载条件下，低频区域U便不能再代替E了。 （反电动势E在电源电压U中所占比例变小了）。这时还按照这个曲线控制电机就不行了。因为
$$U= E+I(r+jx)$$
$I(r+jx)$所占比例高了。不能再近似处理了 E小了很多。而我们还按照
$$\varPhi\propto U/f $$
这时磁通会变小 因为实际是 ：
$$\varPhi\propto E/f $$
因此低频时，电机的转矩会变小！！
这时需要对低频情况下的UF曲线进行补偿得到下图补偿uf曲线：
通过改变UF比值来控制电机的方法就叫做变频器的V/F控制。UF曲线是依据负载特性 事先选定好的。
直白点说，V／F控制其实就是开环控制，在这种模式下，变频器按照给定指令输出一定幅值和频率的电压，至于电机到底是运行多少转速、什么状态变频器是不关心的。因为变频器此时没有对电机的状态进行反馈及控制。 而矢量控制则不同，一般我们都是采用带转速反馈的矢量控制模式，这是一种真正意义上的闭环控制方式。在这种控制模式下，变频器对电机的运行转速进行精确控制，它会根据转速指令的大小实时控制电机实际转速。 V／F控制一般用于要求不太高的场合，对于电机转速控制精度没有什么要求的应用。而矢量控制是一种通用性极强的控制模式，几乎没有什么缺点，凡是要求控制精度较高时，用矢量控制肯定是没什么问题的。另外，尤其是提升应用时，尤其推荐带转速反馈的矢量控制模式。