三菱变频器：转差频率控制的方式

转差频率控制方式又称SF控制方式，该方式是通过控制电动机旋转磁场频率与转子转速频率之差来控制转矩。由于在转差频率控制中需要速度检出器，因此通常用于单电动机运转，即一台变频器控制一台电动机。

1.转差频率控制的原理

如果保持电动机的气隙磁通一定，则电动机的转矩及电流由转差角频率决定。因此，若添加控制电动机转差角频率的功能，异步电动机产生的转矩就可以控制。

转差频率是施加于电动机的交流电压频率与电动机速度（电气角频率）的差频率，在电动机转子上安装测速发电机（PG）等速度检出器可以检测电动机的速度，检测出的转子速度加上转差频率（与产生所要求的转矩相对应）就是逆变器的输出频率。

转差频率与转矩的关系为图2-12所示的特性，在电动机允许的过载转矩（额定转矩的150％～200％）以下，大体可以认为产生的转矩与转差频率成比例。另外，电流随转差频率的增加而单调增加。因此，如果给出的转差频率不超过允许过载时的转差频率，那么就可以具有限制电流的功能。

为了控制转差频率，需要增加检出电动机速度的装置，虽然设备成本提高了，但系统的加、减速特性和稳定性比开环的U／f控制方式获得了提高，过电流的限制效果也变好。

图2-12 转差频率与转矩的关系(www.xing528.com)

2.转差频率控制的实现

图2-13是一种转差频率控制实现示意图。电动机在运行时，测速装置检测出转子转速频率ω，该频率先与设定频率ω₁相减，经调节器调节后得到转差频率ω_s（ω_s＝ω₁-ω）。ω_s分作两路：一路经恒定磁通处理电路形成控制电压U，去控制整流电路改变输出电压，如ω_s较大时，控制整流电路输出电压升高，以增大定子绕组电流；另一路ω_s与ω相加得到设定频率ω₁，去变频控制电路，让它控制逆变电路输出与设定频率相同的交流电压。

3.转差频率控制的特点

转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它在U／f控制的基础上，按照异步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率，就可以使电动机具有对应的输出转矩。采用这种控制方式时，需要在控制系统中安装速度传感器，有时还加有电流反馈，对频率和电流进行控制。因此，这是一种闭环控制方式，可以使变频器具有良好的稳定性，并对急速的加、减速和负载变动有良好的响应特性。

图2-13 一种转差频率控制实现示意图