通用變頻器技經(jīng)歷的三個(gè)階段
第一階段：
(1) 八十年代初日本學(xué)者提出了基本磁通軌跡的電壓空間矢量（或稱(chēng)磁通軌跡法）。該方法以三相波形的整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉磁場(chǎng)軌跡為目的，一次生成二相調制波形。這種方法被稱(chēng)為電壓空間矢量控制。典型機種如1989年前后進(jìn)入中國市場(chǎng)的FUJI（富士）FRN5OOOG5/P5、SANKEN（三墾）MF系列等。
(2) 引人頻率補償控制，以消除速度控制的穩態(tài)誤差
(3) 基于電機的穩態(tài)模型，用直流電流信號重建相電流，如西門(mén)子MicroMaster系列,由此估算出磁鏈幅值，并通過(guò)反饋控制來(lái)消除低速時(shí)定子電阻對性能的影響。
(4) 將輸出電壓、電流進(jìn)行閉環(huán)控制，以提高動(dòng)態(tài)負載下的電壓控制精度和穩定度，同時(shí)也一定程度上求得電流波形的改善。這種控制方法的另一個(gè)好處是對再生引起的過(guò)電壓、過(guò)電流抑制較為明顯，從而可以實(shí)現快速的加減速。
之后，1991年由富士電機推出大家熟知的FVR與 FRNG7／P7系列的設計中，不同程度融入了(2)(3)(4)項技術(shù)，因此很具有代表性。三菱日立，東芝也都有類(lèi)似的產(chǎn)品。然而，在上述四種方法中，由于未引入轉矩的調節，系統性能沒(méi)有得到根本性的改善。
第二階段：
矢量控制。也稱(chēng)磁場(chǎng)定向控制。它是七十年代初由西德 F.Blasschke等人首先提出，以直流電動(dòng)機和交流電動(dòng)機比較的方法分析闡述了這一原理，由此開(kāi)創(chuàng )了交流電動(dòng)機等效直流電動(dòng)機控制的先河。它使人們看到交流電動(dòng)機盡管控制復雜，但同樣可以實(shí)現轉矩、磁場(chǎng)獨立控制的內在本質(zhì)。
矢量控制的基本點(diǎn)是控制轉子磁鏈，以轉子磁通定向，然后分解定子電流，使之成為轉矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量，經(jīng)過(guò)坐標變換實(shí)現正交或解耦控制。但是，由于轉子磁鏈難以準確觀(guān)測，以及矢量變換的復雜性，使得實(shí)際控制效果往往難以達到理論分析的效果，這是矢量控制
技術(shù)在實(shí)踐上的不足。此外．它必須直接或間接地得到轉子磁鏈在空間上的位置才能實(shí)現定子電流解耦控制，在這種矢量控制系統中需要配留轉子位置或速度傳感器，這顯然給許多應用場(chǎng)合帶來(lái)不便。僅管如此，矢量控制技術(shù)仍然在努力融入通用型變頻器中，1992年開(kāi)始，德國西門(mén)子開(kāi)發(fā)了6SE70通用型系列，通過(guò)FC、VC、SC板可以分別實(shí)現頻率控制、矢量控制、伺服控制。1994年將該系列擴展至315KW以上。目前，6SE70系列除了200KW以下價(jià)格較高，在200KW以上有很高的性?xún)r(jià)比。
第三階段：
1985年德國魯爾大學(xué)Depenbrock教授首先提出直接轉矩控制理論（Direct Torque Control簡(jiǎn)稱(chēng)DTC）。直接轉矩控制與矢量控制不同，它不是通過(guò)控制電流、磁鏈等量來(lái)間接控制轉矩，而是把轉矩直接作為被控量來(lái)控制。
轉矩控制的優(yōu)越性在于：轉矩控制是控制定子磁鏈，在本質(zhì)上并不需要轉速信息；控制上對除定子電阻外的所有電機參數變化魯棒性良好；所引入的定子磁鍵觀(guān)測器能很容易估算出同步速度信息。因而能方便地實(shí)現無(wú)速度傳感器化。這種控制方法被應用于通用變頻器的設計之中，是很自然的事，這種控制被稱(chēng)為無(wú)速度傳感器直接轉矩控制。然而，這種控制依賴(lài)于精確的電機數學(xué)模型和對電機參數的自動(dòng)識別（Identification向你ID),通過(guò)ID運行自動(dòng)確立電機實(shí)際的定子阻抗互感、飽和因素、電動(dòng)機慣量等重要參數，然后根據精確的電動(dòng)機模型估算出電動(dòng)機的實(shí)際轉矩、定子碰鏈和轉子速度，并由磁鏈和轉矩的Band－Band控制產(chǎn)生PWM信號對逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制。這種系統可以實(shí)現很快的轉矩響應速度和很高的速度、轉矩控制精度。
1995年ABB公司首先推出的ACS600直接轉矩控制系列，已達到<2ms的轉矩響應速度在帶PG時(shí)的靜態(tài)速度精度達土O.01%，在不帶PG的情況下即使受到輸入電壓的變化或負載突變的影響，向樣可以達到正負0.1％的速度控制精度。其他公司也以直接轉矩控制為努力目標，如安川VS－676H5高性能無(wú)速度傳感器矢量控制系列，雖與直接轉矩控制還有差別，但它也已做到了100ms的轉矩響應和正負0.2%（無(wú)PG）,正負0.01％（帶 PG）的速度控制精度，轉矩控制精度在正負3％左右。其他公司如日本富士電機推出的FRN 5000G9／P9以及最新的 FRN5000Gll／P11系列出采取了類(lèi)似無(wú)速度傳感器控制的設計，性能有了進(jìn)一步提高，然而變頻器的價(jià)格并不比以前的機型昂貴多少。
控制技術(shù)的發(fā)展完全得益于微處理機技術(shù)的發(fā)展，自從1991年INTEL公司推出8X196MC系列以來(lái)，專(zhuān)門(mén)用于電動(dòng)機控制的芯片在品種、速度、功能、性?xún)r(jià)比等方面都有很大的發(fā)展。如日本三菱電機開(kāi)發(fā)用于電動(dòng)機控制的M37705、M7906單片機和美國德州儀器的TMS320C240DSP等都是頗具代表性的產(chǎn)品。
業(yè)務(wù)：