交流電動(dòng)機(jī)通常與變頻器（VFD）配對(duì)，變頻驅(qū)動(dòng)器通過調(diào)節(jié)供電電壓的頻率來控制電動(dòng)機(jī)速度。根據(jù)所需的速度調(diào)節(jié)應(yīng)用和水平，可以通過標(biāo)量或矢量方法控制變頻器。最常見的變頻器控制類型是稱為每赫茲伏特（V / Hz）或每頻率伏特（V / f）的標(biāo)量方法。

V / Hz控制如何工作

交流電機(jī)設(shè)計(jì)用于恒定強(qiáng)度的磁場(chǎng)（磁通量）。磁場(chǎng)強(qiáng)度與電壓（V）與頻率（Hz）之比或V / Hz成比例。但是，根據(jù)同步速度方程，變頻器通過改變施加電壓的頻率來控制電動(dòng)機(jī)速度：

N = 120 * f / P.

哪里：

N =電機(jī)速度（RPM）

f =輸入電壓頻率

P =電機(jī)極數(shù)

圖1

圖1：V / Hz控制保持電壓（V）和頻率（Hz）之間

改變電壓頻率會(huì)影響電動(dòng)機(jī)速度和磁場(chǎng)強(qiáng)度。當(dāng)頻率降低時(shí)（對(duì)于較慢的電動(dòng)機(jī)速度），磁場(chǎng)增加，并產(chǎn)生過多的熱量。當(dāng)頻率增加時(shí)（對(duì)于更高的電動(dòng)機(jī)速度），磁場(chǎng)減小，并且產(chǎn)生更低的扭矩。為了保持磁通量恒定，V / Hz比必須保持恒定。無論頻率如何，這都可以保持扭矩產(chǎn)生穩(wěn)定。

變頻器驅(qū)動(dòng)的V / Hz控制通過改變電壓和頻率來避免磁場(chǎng)強(qiáng)度的這種變化，以便保持恒定的V / Hz比。適當(dāng)?shù)腣 / Hz比由電機(jī)的額定電壓和頻率給出。例如，額定電壓為230 V和60 Hz的電機(jī)將始終以3.83的V / Hz比率運(yùn)行（230/60 = 3.83）。

傳統(tǒng)的V / Hz控制不使用反饋，只根據(jù)外部速度命令改變電機(jī)的電壓和頻率。對(duì)于閉環(huán)V / Hz控制，可以添加編碼器反饋來測(cè)量電機(jī)的實(shí)際速度?；趯?shí)際速度和命令速度之間的差異生成誤差信號(hào)，并且控制器生成新的頻率命令以補(bǔ)償誤差。雖然它改善了速度調(diào)節(jié)，但由于編碼器和反饋硬件的成本和復(fù)雜性增加，閉環(huán)V / Hz控制并不常見。

V / Hz控制的性能和優(yōu)點(diǎn)

V / Hz控制是用于控制變頻器的簡(jiǎn)單，低成本的方法，并且通常被認(rèn)為是最常見的變頻器控制方案。它適用于恒轉(zhuǎn)矩和可變轉(zhuǎn)矩應(yīng)用，可在零速時(shí)提供高達(dá)150％的額定轉(zhuǎn)矩，適用于啟動(dòng)和峰值負(fù)載。速度調(diào)節(jié)范圍為最大額定頻率的2％至3％，因此該方法不適用于精確速度控制至關(guān)重要的應(yīng)用。V / Hz控制最常見的用途是驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和鼓風(fēng)機(jī)等工業(yè)設(shè)備。

與其他方法相比，V / Hz控制的一個(gè)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)是它允許單個(gè)VFD操作多個(gè)電機(jī)。所有電機(jī)將同時(shí)啟動(dòng)和停止，并且它們將以相同的速度運(yùn)行，這在一些處理應(yīng)用中是有益的，例如加熱和冷卻。

圖2

圖2：V / Hz控制方法允許一個(gè)VFD控制冷卻塔中的四個(gè)電機(jī)。