交流電動機通常與變頻器（VFD）配對，變頻驅(qū)動器通過調(diào)節(jié)供電電壓的頻率來控制電動機速度。根據(jù)所需的速度調(diào)節(jié)應(yīng)用和水平，可以通過標量或矢量方法控制變頻器。*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）的標量方法。

V / Hz控制如何工作

交流電機設(shè)計用于恒定強度的磁場（磁通量）。磁場強度與電壓（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機速度：

N = 120 * f / P.

哪里：

N =電機速度（RPM）

f =輸入電壓頻率

P =電機極數(shù)

圖1

圖1：V / Hz控制保持電壓（V）和頻率（Hz）之間

改變電壓頻率會影響電動機速度和磁場強度。當(dāng)頻率降低時（對于較慢的電動機速度），磁場增加，并產(chǎn)生過多的熱量。當(dāng)頻率增加時（對于更高的電動機速度），磁場減小，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)動的V / Hz控制通過改變電壓和頻率來避免磁場強度的這種變化，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的電機將始終以3.83的V / Hz比率運行（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的電壓和頻率。對于閉環(huán)V / Hz控制，可以添加編碼器反饋來測量電機的實際速度。基于實際速度和命令速度之間的差異生成誤差信號，并且控制器生成新的頻率命令以補償誤差。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

V / Hz控制是用于控制變頻器的簡單，低成本的方法，并且通常被認為是*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，可在零速時提供高達150％的額定轉(zhuǎn)矩，適用于啟動和峰值負載。速度調(diào)節(jié)范圍為*大額定頻率的2％至3％，因此該方法不適用于**速度控制至關(guān)重要的應(yīng)用。V / Hz控制*常見的用途是驅(qū)動風(fēng)扇和鼓風(fēng)機等工業(yè)設(shè)備。

與其他方法相比，V / Hz控制的一個獨特優(yōu)勢是它允許單個VFD操作多個電機。所有電機將同時啟動和停止，并且它們將以相同的速度運行，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VFD控制冷卻塔中的四個電機。