（2）SF控制变频器
SF控制即转差频率控制，是对U/f控制的一种改进。这种方式中，变频器通过电动机、速度传感器进行速度闭环反馈。与U/f控制相比，具有较高的精度与较好的转矩特性。但通用性较差。
（3）VC控制变频器
VC控制即矢量控制。它的基本思路是将异步电机的定子电流分为产生磁场的电流分量（励磁电流）和与其相垂直的产生转矩的电流分量（转矩电流）并分别加以控制。这种控制方式使异步电机的高性能控制成为可能。常见的矢量控制方式有两种，即基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度监测器的矢量控制两种方式。
三、变频器的组成
变频器的类型很多，内部结构也各不相同，但它们的基本结构是相通的（图2-5-7），都由主回路、控制回路构成。主回路包括整流器、中间电路（滤波器）、逆变器。控制电路则有单片机、驱动电路、光电隔离电路等。
1、整流器
本部分只简单地介绍在整流电路中用得较多的几种整流电路的基本结构与主要特点。
（1）不可控整流
不可控整流由二极管整流电路构成，主要用于PWM变频器，结构如图2-5-8。整流输出电压Ud经电容滤波后送到逆变器。
（2）可控整流
可控整流电路中最基本的是晶闸管整流器，如图2-5-9。它利用晶闸管作为换流器件并构成晶闸管整流桥。当晶闸管整流桥的电流只能朝一个方向流动时称为单向晶闸管整流器，电流方向既可以为正方向也可以为反方向时称为可逆型晶闸管变频器。前者只工作在Ⅰ、Ⅳ象限，用于电压型和电流型逆变器；后者工作在所有四个象限，主要用于电流型逆变器。
2、中间电路
中间电路也叫平滑电路，主要作用是将整流电路的输出进行平滑，以减少电压或电流的波动。对电压型变频器来说，整流电路的输出为直流电压，中间电路通过大容量的电容对输出电压进行平滑。对电流型变频器来说，整流电路的输出为直流电流，中间电路通过大容量电感对输出进行平滑。
3、逆变电路
逆变电路是变频器的最主要的部分之一。它的输出即为变频器的输出。逆变器的组成因使用的半导体换流器件的种类和开关方式的不同而不同。
四、变频器的控制方式
1、VVVF控制（恒U/f控制）
改变电源频率f进行变频调速时，我们希望电机中每极的磁通量保持不变，因为Φ增大，根据
（2-5-2）
电机将出现磁饱和，使电机功率因数和效率下降，Φ减少，造成励磁不足。由式2-5-2不难看出，为使磁通Φ不发生变化，必须使E/f等于定值。由于电机工作时，E≈U，故只要控制电源的电压和频率,使得
（2-5-3）
则可使磁通Φ在整个调速过程中保持不变。这就是恒U/f的出发点。U/f控制的变频器大多采用开环控制方式，结构简单，但精度和动态特性并不十分理想，尤其是在低速区。故这种控制方式一般用于对性能要求不太高的通用变频器。
2、SF控制（转差频率控制）
由电机学可知，异步电机输出转矩T与电压U、转差率S的关系为
（2-5-4）
其中C为电机结构常数，r2为每相转子的电阻、L2为每相转子的漏电感。
由式2-5-4可知，在保持U/f=定值的基础上，电机的转矩基本上与转差S成正比。使U/f=定值，控制电机的转差频率S来控制电机输出转矩的方法即为转差频率控制。这种方式由于要通过检测电动机的实际转速来计算转差率S，故常采用闭环形式，系统具有较好的稳定性。
3、VC控制（矢量控制）
从动态性能来看，转速开环的恒U/f控制只适用于风机负荷或负载较平稳的一般生产机械。转差频率控制的变频系统动、静态性能比前者有所改进，能满足一般需要平滑调速的生产机械要求。但对于数控机床，工业机器人、电梯等要求高精度快响应的技术要求，则必须用到采用矢量控制方式的变频调速系统。
目前在变频器中得到实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度监测器的矢量控制两种方式。
（1）基于转差率控制的矢量控制方式
基于转差率控制的矢量控制方式的基本原理是在进行E/f控制的基础上，通过速度传感器（PG）检测电动机的实际转速得到与实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩对变频器的输出频率进行控制。同时，为了消除转矩电流过渡过程中的波动，还要根据定转子电流的相位关系对定子的电流的相位进行控制。详细情况请读者参看相关书籍。（图2-5-10）给出转差型矢量控制变频器调速系统结构框图。
由图可见，转差型矢量控制系统结构简单、清晰。所能获得的动态性能基本上可以达到直流双环控制系统的水平，故这种方式得到了较普遍的应用。
（2）无速度传感器的矢量控制方式
无速度传感器的矢量控制方式是在磁场定向的基础上发展起来的。控制的基本思路是进行磁通观测和速度观测。由于它的控制原理的理论推导较复杂，这里不再分析，有兴趣的读者可以参考有关的书籍或论文。
4、变频器的单片机控制
全数字化变频系统大都以高性能的单片机和数字信号处理器（DSP）等为核心来构成整个系统，它们大部分是在16位单片机或DSP的基础上增加部分特殊控制功能构成专用的集成电路。系统的体积减少，可靠性却大大提高。如Intel公司专为控制电机而生产的80C196MC、87C196MC等16位微处理器。图2-5-11是微机控制系统的硬件配置图原理图。通过外控端子可实现外部手动控制，或由PLC等上位机对变频器本体的控制与通信。PWM输出端口输出制动信号，实现异步电机的能耗制动或直流制动；SPWM输出端口输出的三相互补信号送入驱动接口电路。为使变频装置可靠工作，单片机对电流、电压、温度信号实行在线检测，一旦出现故障，单片机立即封锁SPWM输出信号，保护变频器的安全。
5、变频器的PLC控制
变频器在许多情况下与PLC等上位机配合使用。PLC可提供控制信号（如速度）和指令通断信号（如启动、停滞、反向）。这里仅仅介绍变频器与PLC的连接方法及注意事项。
由第三节可知，PLC的输出有三种常见形式，即继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。继电器输出、晶体管输出与变频器的连接方式如图2-5-12。
在设计变频器的输入信号电路时还应该注意到，当输入信号电路连接不当时，有时会造成变频器的误动作。例如当输入信号电路采用继电器等感性负载，继电器开闭时产生的浪涌电流带来的噪声有可能引起变频器的误动作，应尽量避免。
五、变频器在机电一体化中的应用
1、变频器在磨床中的应用
磨床主轴电机的转速很高，需要的电源频率为200Hz、400Hz，甚至更高。以前主轴电机的电源由中频发电机组供给，该机组体积大、效率低、耗电多、噪声大，且输出易受电网电压的影响，使轴承的加工精度降低。变频器的应用，使这些问题得到了很好的解决。
选用日本山肯MF-15型变频器，按图2-5-13接好线，对磨床的改造后，可节电50%以上，噪音降低，产品质量得以提高且维修费用大幅度降低。
2、数控机床和伺服驱动技术
典型的机电一体化产品如数控机床、工业机器人等，都由五个部分组成，即传感器、信息处理器、驱动器、能源及机构。驱动器是一台特殊设计的变频器，它的性能的好坏对机电一体化产品有重大影响。数控机床的发展已有40多年的历史，这期间数控技术得到了巨大的发展，数控系统已由以电子管、晶体管为基础的硬件数控技术发展到微处理器为基础的软件数控系统。数控机床的伺服驱动系统也得到相应的发展，从功率步进电动机驱动发展为高性能交、直流伺服电机驱动，特别是高性能交流伺服系统代表了当前伺服系统的发展方向。
3、变频器在电梯控制中的应用
根据电梯运行的速度，将电梯分为四种，速度在0.75～1.75m/s之间的称为低速梯，在2.0～4.0m/s之间的称为中速梯，在5.0～6.0m/s之间的称为高速梯，10m/s以上的称为超高速梯。过去，电梯拖动多采用异步变极电机调速、交流SCR调压调速、直流SCR调压调速等方案。但效率低、设备容量大且维护困难。近年来逐渐为用变频器的交流拖动系统所取代。
