N 1为定子每相绕组串联匝数，K N1为与绕组结构有关的常数，??M为每极气隙磁通），可知，要保持??M不变，当频率f 1变化时，必须同时改变电动势E g的大小，使 E g / f 1＝常值
即采用恒定电动势与频率比的控制方式。（恒定E g / f 1控制） 又，电机定子电压
U 1＝E g + ( r 1 + j x 1 ) I 1
（式中 U 1为定子电压，r 1为定子电阻，x 1为定子漏磁电抗，I 1为定子电流），如果在电压、频率协调控制中，适当地提高电压U 1，使它在克服定子阻抗压降以后，能维持E g / f 1为恒值，则无论频率高低，每极磁通??M均为常值，就可实现恒定E g / f 1控制。
恒定E g / f 1控制的稳态性能优于下面讲的恒定U 1 / f 1控制，它正是恒定U 1 / f 1控制中补偿定子压降所追求的目标。 ⑵恒定压频比控制（恒定U 1 / f 1控制）
根据上面的公式，在电动机正常运行时，由于电动机定子电阻r 1和定子漏磁电抗x 1的压降较小，可以忽略，则电机定子电压U 1与定子感应电动E g近似相等，即 U 1≈E g 则得
U 1 / f 1＝常值
这就是恒压频比的控制方式。（恒定U 1 / f 1控制）
由于电机的感应电势检测和控制比较困难，考虑到在电机正
常运转时电机的电压和电势近似相等，因此可以通过控制U 1 / f 1恒定，以保持气隙磁通基本恒定。
恒定U 1 / f 1控制是异步电动机变频调速的最基本控制方式，它在控制电动机的电源频率变化的同时控制变频器的输出电压，并使二者之比U 1 / f 1为恒定，从而使电动机的磁通基本保持恒定。
恒定U 1 / f 1控制的出发点是电动机的稳态数学模型，它的控制效果只有在稳态时才符合要求。在过渡过程中，电动机所产生的转矩需要按照电动机的动态数学模型进行分析计算。因此恒定U 1 / f 1控制的电动机系统难以满足动态性能的要求。在起动时，为了使系统能满足稳态运行的条件，频率的变化应尽可能缓慢，以避免电动机出现失速现象，即电动机转子的转速与旋转磁场的转速相差很大。滑差增大，造成电动机中流过很大的电流，电动机输出的转矩将减小。
恒定U 1 / f 1控制最容易实现，它的变频机械特性基本上是平行下移，硬度也较好，能够满足一般的调速要求，突出优点是可以进行电机的开环速度控制。
恒定U 1 / f 1控制存在的主要问题是低速性能较差。这是由于低速时异步电动机定子电阻压降所占比重增大，已不能忽略，电机的电压和电势近似相等的条件已不满足，仍按U 1 / f 1恒定控制已不能保持电机磁通恒定。电机磁通的减小，电机电磁转矩的减小。因此，在低频运行的时候，要适当的加大U 1 / f 1的值，以补
偿定子压降。
若采用开环控制，则除了定子漏阻抗的影响外，变频器桥臂上下开关元件的互锁时间也是影响电机低速性能的重要原因。对电压型变频器，考虑到电力半导体器件的导通和关断均需一定时间，为防止上下元件在导通/关断切换时出现直通，造成短路而损坏，在控制导通时设置一段开关导通延迟时间。在开关导通延迟时间内，桥臂上下电力半导体器件均处于关断状态，因此又将开关导通延迟时间称为互锁时间。互锁时间的长短与电力半导体器件的种类有关。由于互锁时间的存在，变频器的输出电压将比控制电压低。在低频的时候，变频器的输出电压比较低，PWM逆变脉冲的占空比比较小，这时互锁时间的影响就比较大，从而导致电机的低速性能降低。互锁时间造成的压降还会引起转矩脉动，在一定条件下将会引起转速、电流的振荡，严重时变频器不能运行。
对磁通进行闭环控制是改善U 1 / f 1恒定控制性能的十分有效的方法。采用磁通控制后，电机的电流波形的到明显改善，气隙磁通更加接近圆形。
⑶恒定转子磁通??r控制（恒定E r / f 1控制）
如果把电压、频率协调控制中的电压U 1进一步再提高一些，把转子漏抗上的压降也抵消掉，便的到恒定E r / f 1控制，其机械特性是一条直线。显然，恒定E r / f 1控制的稳态性能最好，可以获得和直流电机一样的线性机械特性。这正是高性能交流变频调
速所要求的性能。
问题是，怎样控制变频器的电压和频率才能获得恒定E r / f 1的呢？按照电动势与磁通的关系
E g =4.44 f 1 N 1 K N1 ??M
可以看出，当频率恒定时，电动势与磁通成正比。在上式中，气
隙磁通E g的感应电动势对应于气隙磁通??M，那么，转子磁通的感应电动势E r就应该对应于转子磁通??r
E r =4.44 f 1 N 1 K N1 ??r
由此看见，只要能够按照转子磁通 ??r＝恒值
进行控制，就可获得恒定E r / f 1控制。这正是矢量控制系统所遵循的原则。 2． 基频以上调速
当电机的电压随着频率的增加而升高时，若电机的电压已达到电机的额定电压，继续增加电压有可能破坏电机的绝缘。为此，在电机达到额定电压后，即使频率增加仍维持电机电压不变。这样，电机所能输出的功率由电机的额定电压和额定电流的乘积所决定，不随频率的变化而变化。具有恒功率特性。
在基频以上调速时，频率可以从基频往上增加，但电压却不能超过额定电压，此时，电机调速属于恒转矩调速。
电机在恒转矩调速时，磁通与频率成反比地降低，相当于直流电机弱磁升速的情况。
3． V/F控制与V/F曲线 ⑴V/F控制
在恒定U 1 / f 1控制中，频率f 1下降时，定子电阻压降在U 1中所占比例增大，造成气隙磁通??M和转矩下降，采取适当提高U 1 / f 1的方法，来低偿定子电阻压降的增大，而保持??M＝恒值，最终使电动机的转矩得到补偿。这种方法称为转矩补偿，因为它是通过提高U 1 / f 1而得到的，故又称V/F控制或电压补偿。许多书中则直译为转矩提升（Torque boost）。 ⑵基本V/F曲线
U 1 / f 1＝恒值时的V/F曲线称为基本V/F曲线（见下图中曲线a），它表明了没有补偿时的电压U 1和频率f 1之间的关系。它是进行V/F控制时的基准线。 ⑶全补偿V/F曲线
不论f 1为多大（在f 1≤f N的范围内），通过补偿，都能保持??M＝恒值，称为完全补偿V/F曲线，简称全补偿V/F曲线（见下图中曲线b）。
交流变频调速电机原理
