變頻器的v/f控制是通過調(diào)整變頻器的輸出電壓和輸出頻率之比，來改變電機(jī)在調(diào)速過程中機(jī)械特性的控制方式，是變頻器最基本的控制方式。
　　異步電機(jī)在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的情況下，降低頻率使電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，將導(dǎo)致輸出功率下降；而電機(jī)的輸入功率并不因?yàn)轭l率下降而自動(dòng)下降。因此，頻率下降時(shí)將導(dǎo)致輸入功率與輸出功率之間的嚴(yán)重失衡，使傳遞能量的電磁功率和磁通相對(duì)大幅增加，電機(jī)的磁路嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁電流的波形嚴(yán)重畸變，產(chǎn)生很大的尖峰電流。因此，變頻器必須在降低頻率的同時(shí)，相應(yīng)地降低輸出電壓，才能維持輸入功率與輸出功率之間的平衡。
　　既要在低頻運(yùn)行時(shí)同時(shí)降低輸出電壓，又要保證此時(shí)電機(jī)能輸出足夠的轉(zhuǎn)矩以拖動(dòng)負(fù)載，這就要求我們根據(jù)不同的負(fù)載特性適當(dāng)?shù)卣{(diào)整v/f比，以得到需要的電機(jī)機(jī)械特性。

1 變頻器正比型v/f曲線控制

　　變頻器的v/f控制的基本思想是u/f=c，定義在頻率為fx、電壓為ux時(shí)的表達(dá)式為ux/fx=c，其中c為常數(shù)，就是“壓頻比系數(shù)”。圖1中所示就是變頻器正比型運(yùn)行v/f曲線。

 
圖1變頻器正比型運(yùn)行v/f曲線

　　由圖1可以看出，變頻器v/f控制調(diào)整電壓和頻率之比，輸出電壓隨頻率上升而上升，保持恒定轉(zhuǎn)矩輸出；當(dāng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率高于一定值時(shí)，變頻器的輸出電壓不再隨頻率的上升而上升，將該特定值稱為基本運(yùn)行頻率，用fb表示。在通常情況下，基本運(yùn)行頻率是電動(dòng)機(jī)的額定頻率，如電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)識(shí)的50hz或60hz。同時(shí)與基本運(yùn)行頻率對(duì)應(yīng)的變頻器輸出電壓稱之為最大輸出電壓，用vmax表示。
　　當(dāng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率超過基本運(yùn)行頻率fb后，u/f不再是一個(gè)常數(shù)，而是隨著輸出頻率的上升而減少，電動(dòng)機(jī)磁通也因此減少，變成“弱磁調(diào)速”狀態(tài)。基本運(yùn)行頻率是決定變頻器的逆變波形占空比的一個(gè)設(shè)置參數(shù)，當(dāng)設(shè)定該值后，變頻器cpu將基本運(yùn)行頻率值和運(yùn)行頻率進(jìn)行運(yùn)算后，調(diào)整變頻器輸出波形的占空比來達(dá)到調(diào)整輸出電壓的目的。因此，在一般情況下，不要隨意改變基本運(yùn)行頻率的參數(shù)設(shè)置，如確有必要，一定要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)特性來適當(dāng)設(shè)值，否則，容易造成變頻器過熱、過流等現(xiàn)象。

2變頻器補(bǔ)償起動(dòng)轉(zhuǎn)矩型v/f曲線控制

　　變頻器在啟動(dòng)或極低速運(yùn)行時(shí)，根據(jù)v/f曲線，電動(dòng)機(jī)此時(shí)對(duì)應(yīng)輸出的電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，這就導(dǎo)致勵(lì)磁不足而使電動(dòng)機(jī)不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力，因此需要對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補(bǔ)償，這稱為轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。通常的做法是對(duì)輸出電壓做一些提升補(bǔ)償，以補(bǔ)償定子電阻上電壓降引起的輸出轉(zhuǎn)矩?fù)p失，從而改善電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。如圖2變頻器轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償運(yùn)行曲線，將輸出電壓v0相對(duì)于恒定轉(zhuǎn)矩v/f曲線作適當(dāng)提高，以補(bǔ)償定子在低頻時(shí)定子電阻引起的壓降，提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，適應(yīng)大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩需求的調(diào)速對(duì)象。

 
圖2變頻器轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償型運(yùn)行v/f曲線

v0—手動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升電壓、vmax—最大輸出電壓、f0—轉(zhuǎn)矩提升的截止頻率、fb—基本運(yùn)行頻率

 

3變頻器遞減型v/f曲線控制

　　對(duì)于風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載，當(dāng)管網(wǎng)特性不變時(shí)其軸功率N近似地與轉(zhuǎn)速n的3次方成正比，即N∝n³，其轉(zhuǎn)矩M近似地與轉(zhuǎn)速n平方成正比，即M∝n²。當(dāng)工作轉(zhuǎn)速降低時(shí)，轉(zhuǎn)矩以平方關(guān)系降低。對(duì)于這種負(fù)載，如果變頻器的v/f特性是正比關(guān)系，則低速時(shí)電機(jī)的提供轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，從而造成功率因數(shù)和效率的嚴(yán)重下降。為了適應(yīng)這種負(fù)載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關(guān)系減小，從而減小電機(jī)的磁通Φ和勵(lì)磁電流，使功率因數(shù)保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。遞減的v/f（如圖3中，變頻器遞減型運(yùn)行v/f曲線）曲線適用于風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載。

 
圖3變頻器遞減型運(yùn)行v/f曲線

　　相對(duì)于其他變頻器的控制方式，v/f控制使用簡(jiǎn)單，沒有復(fù)雜的算法流程、坐標(biāo)變換及電機(jī)模型辨識(shí)過程。用戶使用起來相對(duì)容易很多。而且，由于它屬于開環(huán)控制，不管負(fù)載如何擾動(dòng)，它都不受影響，輸出固定值，所以在某些時(shí)候，它反而更加穩(wěn)定一些，不易受外界環(huán)境干擾。但是，也正是因?yàn)樗举|(zhì)上屬于開環(huán)控制，所以它的控制精度是比較低的，不可能做到像矢量控制那樣的無偏差控制。

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