变频器带编码器的闭环控制：
变频控制闭环，主要是指速度闭环。
变频电机有需要速度反馈的，在电机启动、加速和减速停止的变速过程中，电机的驱动电流需要与实际转速下电机因“发电机效应”产生的反电动势相匹配，如果电机驱动电流与反电动势阻抗不匹配，电机驱动力不够转速达不到输出要求，或者因电机负载过大电机没有达到输出速度值，反电动势因与转速成比例而偏弱，这样会引起电机电流徒增，容易烧毁电机线圈或驱动器。速度反馈及时反馈的信息可以计算实际转速并导算反电动势与驱动电流的匹配，从而保护电机和驱动器。
变频频电机的速度闭环反馈，大约有三种模式：
1，霍尔传感器，在电机转径上大部分是三个霍尔传感器，反馈三相位置变化。由于传感器对电机一周的提供信息有限，速度精度低，在低速时很难分辨。
2，所谓无传感器的技术----利用线圈转起来，自感应反电动势。但是在启动到低速过程中反电动势较弱，如果感应电路本底阻抗在，这种微弱的感应被“吃掉”，低速时实际获得反馈很不稳定。
3，旋转编码器，较高的分辨率（例如每圈1024个脉冲），可获得较高的速度精度，尤其是在启动到低速时精度高。
根据上述描述，可见变频器（尤其是矢量变频）带编码器主要是在低速启动时的效果，可以精细化计算驱动电流，防止电流过小驱动力不够（没有转速），或者因为堵转电机失速，反电动势不够而驱动电流过流，容易烧毁器件或电机。
上述情况在起重启升类电机尤为重要，防止变频器为保护电机失速而溜钩，所以起重启升类变频器必须加装编码器。
注意一下矢量变频的手册内容，一般有编码器反馈的，低速可做到很低。
另外，变频器有的加装了PG卡的位置闭环模式，编码器反馈给具有位置控制功能的变频器（PG卡）做位置闭环控制，或者编码器信号给PLC，PLC给指令变频器减速和制动做位置闭环控制，这时我建议需要用值编码器。
变频电机节能一直是一个讨论的话题，电机从启动到低速到正常运动，往往启动过流设计，并在低速时因反电动势很低，要有外部阻抗来匹配，实际上这就消耗了大量能耗在外部阻抗上。编码器的推广使用，可精细化驱动电流，减少这部分损耗。有人计算过，全球40%以上的电能用于电机，而启动时的能耗占比大，如果电机都能在启动时实现节能启动，相当于可多出多个福岛核电站。
所以，变频器编码器闭环应该是个趋势。
变频调速已被公认为是较为理想、比较有发展前途的调速方式之一，采用通用构成变频调速传动系统的主要目的，一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求;二是为了节约能源、降低生产成本。
1、变频调速的节能
由于采用变频调速后，风机、泵类负载的节能效果最明显，节电率可达到20%～60%，这是因为风机水泵的耗用功率与转速的三次方成比例，当用户需要的平均流量较小时，风机、水泵的转速较低，其节能效果也是十分可观的。而传统的挡板和阀门进行流量调节时，耗用功率变化不大。由于这类负载很多，约占交流总容量的20%～30%，它们的节能就具有非常重要的意义。
2、软启动
工频状况下马达采用的是星三角降压延时启动，此时电流是电机额定电流的4—7倍，若多台大功率的电机同时启动，将对电网造成很大冲击。采用变频器后，马达只需在额定电流下就可启动，电流平滑无冲击，减少了启动电流对马达和电网的冲击，延长了电机的使用寿命。
3、减少无功功率
无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是因无功功率因素的降低导致电网有功功率的降低。而使用变频器调节后由于变频器内滤波的使用，使得功率因素接近为1，增大了电网的有功功率。从而节省了无功功率消耗的能量。
4、方便控制，使控制系统简单化
1、适应性强，不易受电压波动影响，可适应电压±20%的变化;
2、调速效率高，可达95%以上;
3、实现平稳的无级调速，调速方便、调速精度高(可达0.01HZ);
4、有过压、欠压、过流、过载、欠相等多种保护功能，保护准确、可靠，从而降低事故发生率并及时提供
5、提高电机运行功率因数，减少了设备的磨损，延长了电机的检修周期和使用寿命;
6、具有开环和闭环两种控制方式，提高系统自动化程度，控制更方便，控制精度更高;
7、灵活换相，起停加减速时间可调;
8、调试、安装方便，操作简单，容易掌握。
9、操作简便，不需要更多人员，节约人工费。
高压同步以其功率因数高、运行转速稳定、低转速设计简单等优点在高压大功率驱动领域有着大量的应用，如大功率风机、水泵、油泵等。对于大功率低速负载，如磨机、往复式压缩机等，使用多极不仅可以提高系统功率因数，更可以省去变速机构，如齿轮变速箱，降低系统故障率，简化系统维护。
由于同步电机物理过程复杂、控制难度高，以往的高压同步电机调速系统必须安装速度/位置，增加了故障率，系统的可靠性较低。
单元串联多电平型由于具有成本低，网侧功率因数高，网侧电流谐波小，输出电压波形正弦、基本无畸变，可靠性高等特点，在高压大容量异步电机变频调速领域取得了非常广泛的应用。将单元串联多电平型变频器应用于同步电动机将有效地提高同步电机变频调速系统的可靠性，降低同步电机变频改造的成本，提高节能改造带来的效益，同时也为单元串联多电平型变频器打开一个广阔的新市场。利德华福的技术人员经过大量的理论分析、计算机仿真和物理系统实验，解决了同步电机起动整步等关键问题，已于2006年4月底成功地将单元串联多电平型高压变频器应用于巨化股份公司合成氨厂的1000kw/6kv同步电动机上。以下将简要介绍实际应用中的主要技术问题。
1、同步电动机的工频起动投励过程
为了更好的说明同步电机的运行特点，先对同步电机的工频起动投励过程进行简要的介绍。
在电网电压直接驱动同步电机工频运行时，同步电动机的起动投励是一个比较复杂的过程。当同步电机电枢绕组高压合闸时，通过高压的辅助触点告知同步电机的励磁装置准备投励。此时，励磁装置自动在同步电机的励磁绕组上接入一个灭磁电阻，以防止励磁绕组上感应出高压，同时在起动时提供一部分起动转矩。同步电机电枢绕组上电后，在起动绕组和连有灭磁电阻的励磁绕组的共同作用下，电机开始加速。当速度到达95%的同步转速时，励磁装置根据励磁绕组上的感应电压选择合适的时机投入励磁，电机被牵入同步速运行。如果同步电机的凸极效应较强、起动负载较低，则在励磁装置找到合适的投励时机之前，同步电机已经进入同步运行状态。在这种情况下，励磁装置将按照延时投励的准则进行投励，即高压合闸后15s强行投励。
2、变频器驱动同步电动机时的起动整步过程
用变频器驱动同步电机运行时，使用与上述方式不同的起动方式：带励起动。
在变频器向同步电机定子输出电压之前，即启动前，先由励磁装置向同步电机的励磁绕组通以一定的励磁电流，然后变频器再向同步电机的电枢绕组输出适当的电压，起动电机。
同步电机与普通异步电机运行上主要的区别是同步电机在运行时，电枢电压矢量与转子磁极位置之间的夹角必须在某一范围之内，否则将导致系统失步。在电机起动之初，这二者的夹角是任意的，必须经过适当的整步过程将这一夹角控制到一定的范围之内，然后电机进入稳定的同步运行状态。因此，起动整步问题是变频器驱动同步电动机运行的关键问题。
变频器驱动同步电动机的起动整步过程主要分为以下几个步骤：
(1)励磁装置投励。励磁系统向同步电机的励磁绕组通以一定的励磁电流，在同步电机转子上建立一定的磁场。
(2)变频器向同步电机的电枢绕组施加一定的直流电压，产生一定的定子电流。此时，在同步电机上产生一定的定子电流，并在定子上建立较强的磁场。转子在定、转子间电磁力的作用下开始转动，使转子磁极逐渐向定子磁极的异性端靠近。此时转子的转动方向可能与电机正常运行时的转向相同，也可能相反。
(3)变频器按照电机正常运行时的转动方向，缓慢旋转其施加在电枢绕组上的电压矢量。随着同步电机转子的转动和定子磁场的旋转，转子磁极将在某一时刻掠过定子的异性磁极，或者转子磁极加速追上旋转的定子磁极。此时，电机的转子磁极被较强的定子磁极可靠吸引，二者间的角度经过少量有阻尼的震荡后，逐渐趋于一个较小的常量。至此，同步电机进入同步运行状态，整步过程完成。
(4)变频器按照预先设定的加速度和v/f曲线(即磁通给定)，调节输出电压，逐渐加速到给定频率。此时，同步电机的转子角逐渐拉大到某一常值，然后电机转子磁极在定子磁场的吸引下逐渐加速至期望转速，同步电机起动过程完成。
在同步电机的起动整步过程中，定、转子磁势大小的选择和各步骤间的切换是控制的关键问题。如果选择过低的定子磁场，则定子磁极无法在第一次经过转子的异性磁极时，将其可靠吸牢，此后转子经过同性磁极间斥力的反向加速作用，在下一次经过定子磁极时，二者将具有更大的相对速度，定子磁场更加无法有效牵引转子磁极，最终将导致起动整步失败。选择过大的定子磁场可能导致同步电机的定子铁心饱和，进一步导致变频器输出过电流，电机起动失败。
3、变频器驱动同步电动机的稳态运行与运行时的励磁调节
由于变频器驱动同步电机时使用无需安装速度/位置传感器的控制方法，而变频器输出波形为多电平pwm波形，与控制异步电机时的波形相同，因此在运行过程中，变频器可以完全等效于一个正弦电压源，无转矩脉动，具有较高的可靠性。
由于同步电机的无功电流仅在电机和变频器间流动，不进入电网，因而无须对电机的励磁电流进行精确的控制。一般可在电机运行的典型工况下，手动调节其励磁电流，使变频器的输出电流量小，输出功率因数近似为1，然后在先调速运行过程中维持该电流不变即可。对于需要在运行时实时调整励磁电流的工况，变频器可以实测其输出给同步电机的无功功率，向励磁装置下达励磁给定信号，调整励磁电流。
4、同步电动机的故障灭磁
在正常停机时，变频器先驱动同步电机减速至停机转速，然后停止向电机的电枢绕组输出电压。在该转速下，最大的励磁电流在同步电机定子侧感应的电压低于变频器输出侧的长时间耐受电压，因此在电机之后的自由滑行过程中，维持励磁电流不会对设备造成危害，不需要即时灭磁。
在遇到故障时，如果仅停止向其电枢绕组供电，而维持其励磁电流，则旋转中的同步电机将持续地向其定子侧发出三相交流电压，危害设备安全，并可能造成事故的扩大。因此在遇到严重故障需要停机时，变频器必须通知励磁装置进行灭磁。
同步电机灭磁的物理过程如下：
在灭磁之初，在励磁装置的作用下同步电机的励磁电流迅速下降，但由于同步电机的主磁通无法突变，在阻尼绕组(起动绕组)上随即感应出较大的电流，此时旋转中的同步电机向其定子机端(即变频器输出端)发出较高的三相交流电压。随后，阻尼绕组上的电流在阻尼绕组的内阻上逐步衰减为零，同步电机发出的定子电压也随之逐步衰减。这一衰减过程一般为数秒钟，因此变频器的输出端必须具有停机状态下承受短时过电压的能力。
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