变频器基础

由电网提供的动力电源（商用电源） *2: 起动电流

当电机开始运转时，变频器的输出电流

------变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动------

我们经常听到下面的说法：\"电机在工频电源供电时（*1）时，电机的起动和加速冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些\"。如果用大的电压和频率起动电机，例如使用工频电网直接供电，就会产生一个大的起动冲击（大的起动电流 (*2) ）。而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机产生的转矩要小于工频电网供电的转矩值。所以变频器驱动的电机起动电流要小些。

通常，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。

通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。

-----当变频器调速到大于60Hz频率时，电机的输出转矩将降低----- 通常的电机是按50Hz(60Hz)电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te, P<=Pe) 变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。

当电机以大于60Hz频率速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转矩的不足。

举例，电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。 因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速. (P=Ue*Ie)

矢量控制是怎样使电机具有大的转矩的？ *1: 转矩提升

此功能增加变频器的输出电压，以使电机的输出转矩和电压的平方成正比的关系增加，从而改善电机的输出转矩。

$ 改善电机低速输出转矩不足的技术 使用\"矢量控制\"，可以使电机在低速,如(无速度传感器时)1Hz（对4极电机，其转速大约为30r/min）时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩（最大约为额定转矩的150％）。

对于常规的V/F控制，电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足，而使电机不能获得足够的旋转力。为了补偿这个不足，变频器中需要通过提高电压，来补偿电机速度降低而引起的电压降。变频器的这个功能叫做\"转矩提升\"（*1）。

转矩提升功能是提高变频器的输出电压。然而即使提高很多输出电压，电机转矩并不能和其电流相对应的提高。 因为电机电流包含电机产生的转矩分量和其它分量（如励磁分量）。

\"矢量控制\"把电机的电流值进行分配，从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量（如励磁分量）的数值。

\"矢量控制\"可以通过对电机端的电压降的响应，进行优化补偿，在不增加电流的情况下，允许电机产出大的转矩。此功能对改善电机低速时温升也有效。

下讲主题: 当电机减速时，制动的情况怎样?

变频器制动的情况 $ *1: 制动的概念

指电能从电机侧流到变频器侧（或供电电源侧）,这时电机的转速高于同步转速.

负载的能量分为动能和势能. 动能(由速度和重量确定其大小)随着物体的运动而累积。当动能减为零时，该事物就处在停止状态。

机械抱闸装置的方法是用制动装置把物体动能转换为摩擦和能消耗掉。 对于变频器，如果输出频率降低，电机转速将跟随频率同样降低。这时会产生制动过程. 由制动产生的功率将返回到变频器侧。这些功率可以用电阻发热消耗。

在用于提升类负载,在下降时, 能量(势能)也要返回到变频器(或电源)侧,进行制动.

这种操作方法被称作\"再生制动\"，而该方法可应用于变频器制动。

在减速期间，产生的功率如果不通过热消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到变频器电源侧的方法叫做\"功率返回再生方法\"。在实际中，这种应用需要\"能量回馈单元\"选件。

$ 怎样提高制动能力？

为了用散热来消耗再生功率，需要在变频器侧安装制动电阻。

为了改善制动能力，不能期望靠增加变频器的容量来解决问题。请选用\"制动电阻\"、\"制动单元\"或\"功率再生变换器\"等选件来改善变频器的制动容量。

下讲主题: 电源的频率和电源

6.1.2 GTO－PWM式电流源型变频器

GTO-PWM式电流源型变频器采用GTO作为逆变部分功率器件，见图6-5。GTO可以通过门极进行关断，所以它不象晶闸管那样需要用于强迫关断的换流电路，可使主电路结构简化。对于额定电压为交流6KV的变频器，逆变器侧可采用每三个6000V的GTO串联，作为一个开关使用，一共由18个GTO组成，GTO串联时，

同样存在稳态和动态均压问题。

图6-5 GTO-PWM式电流源型变频器

GTO是在晶闸管基础上发展起来的全控型电力电子器件，目前的电压电流等级可达6000V，6000A。GTO开关速度较低，损耗大，需要庞大的缓冲电路和门极驱动电路，增加系统的复杂性和成本，使其应用受到。GTO中数千只的开关单元做在一个硅片上，由于开关不均匀，需要缓冲电路来维持工作，以器件承受的dv/dt，缓冲电路一般采用RCD型结构，二极管和电容必须有与GTO相同的耐压等级，二极管要求用快恢复二极管。缓冲电路的损耗产生热量，影响器件的可靠运行，并且影响变频器的效率。为了降低损耗，也有采取能量回馈型缓冲电路的方案，通过DC/DC变换电路把缓冲电容中储存的能量返回到中间直流环节，但增加了装置的复杂性。GTO的开关频率较低，一般在几百赫兹，比如300HZ。

以6000V，3000A(最大可关断阳极电流值)的GTO为例，通态平均电流为1030A，通态压降3.5V，门极开通触发电流1A，通态阳极电流上升率

400A/us(f=200HZ条件下)，滞后时间2.5us，上升时间5us，存储时间25us，下降时间3us，最小通态维持时间100us，最小断态维持时间100us，开通每脉冲能耗2.5Ws，关断每脉冲能耗16Ws。GTO的门极驱动，除了需要晶闸管一样的导通触发脉冲外，还需要提供相当大的的反向关断电流，上述GTO的门极峰值关断电流就达900A，所以GTO的门极驱动峰值功率非常大。

与输出滤波器换相式电流源型变频器相比，GTO-PWM式电流源型变频器 输出滤波电容的容量可以大大降低，但不能省去。因为电机可近看作漏电感

再加一个旋转反电势组成。电流源型变频器的输出电流幅值是由整流电路的电流环决定的。在换流过程中，由于流过电机电感的电流不能突变，所以必须有电容缓冲变频器输出电流和电机绕组电流的差值。电容容量的选择取决于换流过程中允许产生尖峰电压的大小。由于输出电容的容量比起输出滤波器换相式电流源型变频器大大下降了,电容的滤波效果也跟着下降，输出电流波形的质量也会下降。电机电流质量的提高可以通过GTO采用谐波消除的电流PWM开关模式来实现。在低频时，输出电流每个周期内相应的PWM波形个数较多，谐波消除会比较有效。但是，由于受到GTO开关频率的，高速时谐波消除效果大大下降，图6-6为该变频

器满载时输出电压电流波形。若整流电路也采用GTO作电流PWM控制，可以得到较低的输入谐波电流和较高的输入功率因数，当然系统的复杂性和成本也会相应增加，一般很少采用。

图6-6 GTO-PWM电流源型变频器输出波形

电动机的轴电压、轴电流 电动机的轴电压、轴电流是由于环绕电动机轴的磁路不对称、转子运转不同心、感生脉动磁通等原因所产生的，它会使轴—轴承—机座的回路有轴电流流通，在电动机转子轴两端、轴与轴承之间、轴与轴承对地形成称为轴电压。根据轴承的种类不同，其耐电压程度有所不同，若超过轴承所允许的值，会通过油膜放电或者导电，会在轴瓦和轴承处产生点状微孔，并在底部产生发黑现象。严重时会使轴和轴承受到损坏，运行中伴随着强烈的噪声及设备外壳带电等。一般用电网

电源供电时也会产生轴电压，但用通用变频器驱动电动机时，由于输出波形含有高次谐波成分而使其影响增大，并且随着运行频率的变化而成比例增加。其原理是，异步电动机的定子绕组是嵌入定子铁心槽内的，定子绕组的匝间以及定子绕组和电动机机座之间均存在分布电容，当通用变频器在高载频下运行时，逆变器的共模电压产生急剧变化，会通过电动机绕组的分布电容由电动机的外壳到接地端之间形成漏电流。该漏电流有可能形成放射性和传导性两类电磁干扰。而由于电动机磁路的不平衡，静电感应和共模电压又是产生轴电压和轴电流的起因。当定子绕组输入端突加陡峭变化的电压时，由于分布电容的影响，使绕组各点电压分布不均，使输入端绕组接近端口部分电压高度集中而引起绝缘破坏或老化 。这种现象一般破坏的部分常是定子绕组，电压常集中于侵入的端点部位。此外，由于绕组的电抗较大，输入电压的高频分量将集中于输入端点附近的分布电容上，通过配电线、绕组、机壳间的分布电容到接地线流通电流，形成一个LC串联谐振电路，当其中产生高频谐振电流时，就会产生各式各样的故障。一般地，通用变频器驱动容量较小的异步电动机时，轴电压的问题可以不考虑，但使用超过200kW的电动机时，特别是对已有的风机、压缩机等进行变频调速改造的场合，最好事先确认轴电压的大小，以便及早采取预防措施。 防止轴电流的简单做法是在机座中除一个轴承座外，其余轴承座及包括所有装在其上的仪表外壳等金属部件都对地绝缘，不绝缘的轴承应装接地电刷以防静电充电。

轴电压的测量方法是将被测电动机在额定电压下作空载运行，用高内阻电压表测定轴两端的轴电压，然后将轴的一端与轴承座短接，侧另一轴承座对地的轴电压。测定时引线应接触良好。

2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？ *1: r/min

电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm. 例如：4极电机 60Hz 1,800 [r/min] 4极电机 50Hz 1,500 [r/min]

$电机的旋转速度同频率成比例

本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。

感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率（如下图所示）。

由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以不适和改变该值来调整电机的速度。

另外，频率是电机供电电源的电信号，所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。

因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。 n = 60f/p n: 同步速度 f: 电源频率

p: 电机极数

$ 改变频率和电压是最优的电机控制方法 如果仅改变频率，电机将被烧坏。特别是当频率降低时，该问题就非常突出。为了防止电机烧毁事故的发生，变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压 例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。

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为了使初学者对变频器有一个较全面的了解, 我计划尽量系统地讲一讲变频器的基础知识. 也想尽量用简单易懂的方式表达出. 其内容主要译自日本三菱电机的资料.

不知道这样的内容是否过于简单. 请大家对前2个主题给出意见. 如果有不对或不足之处,欢迎大家给出宝贵意见

通用变频器矢量控制的基本原理

矢量控制的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。

基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U / f ＝恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对通用变频器的输出频率f进行控制的。基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是，可以消除动态过程中转矩电流的波动，从而提高了通用变频器的动态性能。早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。 无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置，要在异步电动机内安装磁通检测装置是很困难的，但人们发现，即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置，也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量，并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数，按照一定的关系式分别对作为基本控制量的励磁电流（或者磁通）和转矩电流进行检测，并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流（或者磁通）和转矩电流的指令值和检测值达到一致，并输出转矩，从而实现矢量控制。 采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数，有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器，并需使用厂商指定的变频器专用电动机进行控制，否则难以达到理想的控制效果。目前新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动辨识、自适应功能，带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行

辨识，并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。除了上述的无传感器矢量控制和转矩矢量控制等，可提高异步电动机转矩控制性能的技术外，目前的新技术还包括异步电动机控制常数的调节及与机械系统匹配的适应性控制等，以提高异步电动机应用性能的技术。为了防止异步电动机转速偏差以及在低速区域获得较理想的平滑转速，应用大规模集成电路并采用专用数字式自动电压调整（AVR）控制技术的控制方式，已实用化并取得良好的效果。

摘要：对SIEMENS变频器在交流电机变频调速的应用过程中，出现的故障进行判断和分析，并提出解决的方法。

关键词：变频调速 交流电机 故障分析 解决方法 交流异步电动机是应用最广泛的一种动力机械。异步电动机所以能得到这样广泛的应用，是由于它结构简单、制造容易、运行可靠、维护方便，而且效率高、重量轻、价格低。但异步电动机存在的缺点之一是调速性能差。在生产中应用异步电动机由于工艺要求，需要电动机调速的场合，人们往往从二个方面着手解决。一方面是不用异步电动机而使用调速性能好的直流电动机。另一方面是应用新技术，使异步电动机的运行能够按照生产工艺要求进行调速。

交流异步电动机的变频调速的原理，可从异步电动机的转速方程得出。转速方程如下所示1：

1、如何使用SIEMENS变频器的故障保护端子？

众所周知，变频器的故障保护输出对系统的安全工作起着至关重要的作用。尤其使用在锅炉系统中引风机及鼓风机的变频调速控制中，如果引风机变频器出现保护或故障，停止输出，如果不及时切断鼓风机，将导致炉膛内正压燃烧，会导致严重后果。虽然SIEMENS变频器提供了RL1和RL2两组保护输出，而且输出功能可编程，但是由于断电时RL1 的常开和常闭上电后变成常闭和常开，RL2断电时常开点上电后变为常闭，这样给设计带来很大的困难，甚至有的人无法使用此功能。解决此问题的办法是（照上图）将RL1和RL2串联起来，然后将P061参数设为“6”，将P062参数设为“1”，此问题可迎刃而解。 2、如何解决SIEMENS变频器上电以后不启动？ 笔者在使用一款SIEMENS MDV 75KW变频器作引风机变频控制时，出现这一问题：所有控制回路都没问题，而且变频器的参数设置也正确。但是变频器上电以后就是不运转，一直处在“STOP”状态。后经反复检查，发现问题出现在端子“5”和“9”之间，原来它不象其它品牌变频器那样只要运转端子闭合，变频器上电后就正常运转，而是变频器上电后要检测到端子“5”、“9”间的变化的信

号，即由“OFF”到“ON”一个脉冲信号，找到问题，解决起来就比较简单，只需将KM1的一般常开辅助触点变为带上电延时的辅助触点，延时几秒钟即可解决问题。

3、如何解决外部信号控制失效的问题

一般情况下，外部信号控制变频器频率时失效，不外乎有以下几种情况：信号模式不正确；端子接线错误；参数设置不正确或外部信号自身有问题，但是如果这些都正确，那还能是什么问题呢？

笔者在使用一款SIEMENS变频器控制炉排电机时，就出现了这一问题，以上所有情况都不存在，但外部信号就是不起作用，启动后，变频器从最低频率上升到50Hz后，就不在变频。经检查发现，端子3和4之间的电阻值为无穷大，而其他变频器该端子之间的电阻值为400多欧姆，看起来可能是该端子之间的电阻被烧坏，而造成输入开路，于是便在此端子之间并联420欧姆的电阻，结果，问题解决了。

虽然变频技术日趋成熟，但在使用过程中由于对各种变频器的功能的不完全掌握总会出现各种各样的一些问题。如果这些问题没有丰富的经验，就无法去判断和解决，如果找专家处理或找厂家维修，会浪费时间，消耗费用，所以只有熟悉它的性能，使用起来才能得心应手。

变频器出现“OVERCURRENT”故障，分析其产生的原因，从两方面来考虑：一是外部原因；二是变频器本身的原因。

一、外部原因：

1.电机负载突变，引起的冲击过大造成过流。

2.电机和电机电缆相间或每相对地的绝缘破坏，造成匝间或相间对地短路，因而导致过流

3.过流故障与电机的漏抗，电机电缆的耦合电抗有关，所以选择电机电缆一定按照要求去选。

4.在变频器输出侧有功率因数矫正电容或浪涌吸收装置。

5.当装有测速编码器时，速度反馈信号丢失或非正常时，也会引起过流，检查编码器和其电缆。

二、变频器本身的原因： 1.参数设定问题：

例如加速时间太短，PID调节器的比例P、积分时间I参数不合理，超调过大，造成变频器输出电流振荡。 2.变频器硬件问题： a)电流互感器损坏，其现象表现为，变频器主回路送电，当变频器未起动时，有电流显示且电流在变化，这样可判断互感器已损坏。

b)主电路接口板电流、电压检测通道被损坏，也会出现过流。

电路板损坏可能是：1)由于环境太差，导电性固体颗粒附着在电路板上，造成静电损坏。或者有腐蚀性气体，使电路被腐蚀。2)电路板的零电位与机壳连在一起，由于柜体与地角焊接时，强大的电弧，会影响电路板的性能。3)由于接地不良，电路板的零伏受干扰，也会造成电路板损坏。

c)由于连接插件不紧、不牢。例如电流或电压反馈信号线接触不良，会出现

过流故障时有时无的现象。

d)当负载不稳定时，建议使用DTC模式，因为DTC控制速度非常快，每隔25微秒产生一组精确的转矩和磁通的实际值，再经过电机转矩比较器和磁通比较器的输出，优化脉冲选择器决定逆变器的最佳开关位置，这样有利用抑制过电流。另外，速度环的自适应(AUTOTUNE)会自动调整PID参数，从而使变频器输出电机电流平稳。

*1: VVVF

改变电压、改变频率（Variable Voltage and Variable Frequency）的缩写。

*2: CVCF

恒电压、恒频率（Constant Voltage and Constant Frequency）的缩写 各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz），等等。

通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC）。 把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即：变频器

变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中 不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。

用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。

汽车上使用的由电池（直流电）产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。

变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。

变频器专用电动机

变频器专用电动机一般是专门为了满足某一类通用变频器驱动需要而设计的，与此配套的专用变频器的各种内部参数也都是根据专用电动机的特性而设定的，其控制性能要高于普通的异步电动机。变频器专用电动机具有更好的转矩特性。此外，由于变频器专用电动机在设计上通常都还考虑了低速运转时的散热问题和高速运转时的动态平衡和轴承的承受能力等问题，当使用标准电动机难以得到所需的性能时，可以考虑选用变频器专用电动机或变频器电动机一体机，高性能要求的变频控制系统均采用变频器专用异步电动机。但是，由于变频器专用电动机需要和指定的变频器系列进行配合才能得到理想特性，在选用时应该加以注意。

专用异步电动机从外形结构、安装要求等方面来说，与通用标准异步电动机一样，但两者设计有些差别。通用标准异步电动机转子大多采用深槽、双笼槽或特殊槽等形式，以便得到高起动电阻和高漏电抗，提高起动转矩，减少起动电流。而专用异步电动机采用变频变压起动，不需采用高电阻方法起动，因此，专用异

步电动机的转子电阻、槽形是从系统电源频率大小和变化范围来考虑设计的。通常异步电动机规定的额定频率是指正常运行的频率，一般只允许运行频率在额定频率附近的较小范围内变化。变频器专用异步电动机的运行频率变化范围很大，规定了基值频率，允许运行频率在基值频率基础上作较大范围的变化，以适应变频控制的要求，通常，取专用异步电动机的基值频率作为它的额定频率，它的长期运行极限按额定负载线确定。这样，专用异步电动机能适应变频调速控制系统的机械负载要求，专用异步电动机与逆变器也能达到优化匹配的要求。 专用异步电动机极数选择要比通用异步电动机的灵活些，通常相同情况下专用异步电动机极数要比通用异步电动机极数为多。通用变频器用于普通异步电动机存在高次谐波电流

、电压分量，谐波损耗较大，使电动机损耗增加，温升增高，输出功率下降。专用异步电动机铁心的磁通饱和程度低，铁心齿槽多，绕组漏抗低，绕组导线尺寸按不产生集肤效应为原则选择，绕组和铁心的设计兼顾了稳态和动态两者的要求，从而大大减少了谐波损耗，效率大幅度提高。为提高电动机热容量，专用异步电动机不仅采用较高绝缘等级，还采取特殊通风冷却方式，以满足变速下额定负载线以及过载运行的要求。

用自适应调节器有效抑制负载扰动

传统的PID（比例-积分-微分）调节器由于采用了反馈控制，系统的静态特性有了很大的改善，同时动态特性也有了一定程度的改善，因此在工业领域有着广泛的应用。但是当系统的参数（比如负载）发生很大的变化或经常发生较大变化时，传统的PID（比例-积分-微分）调节器就不能适应了。自适应控制可以使被控对象的输出跟随参考模型，因此只要参考模型是线性定常的，被控对象的参数变化就可以有效地加以抑制，而这一点很容易满足。下面以直流电机为例。 直流机(额定电压U=220V 额定电流I=80A 额定转速n=1000rpm)在给定为额定转速的情况下，先以空载启动，4秒钟后突然加上额定负载（折算成电流），分两种情况：

1. 用常规调节器的转速、电流双闭环调速系统。

调节器按照通常的工程计算方法整定,转速、电流调节器均为PI(比例积分)调节器，因此系统的稳态误差为零。在动态特性方面：在刚启动时，必然有一些超调，然后稳定在额定转速上；当突然加上额定负载后，转速立即下降，经过一段时间的调整后，又回到额定值，这时的动态转速降落为30%左右。为了提高动态特性，转速、电流调节器都改为P(比例)调节器。此时的系统是有差的，稳态误差与系统的开环增益成反比。显然，P(比例)调节器增益越高，则稳态误差越小；但是受到系统的稳定条件的，该增益不能太大。在这个例子中，转速调节器的增益取10、电流调节器的增益取10，转速偏离额定值在9%左右。 2. 用自适应调节器的调速系统。 参考模型以无零点的二阶系统为模型。模型参数可任意选取。为了抑制超调，选择了过阻尼的参数。自适应控制选取直接使用输出广义误差的自适应律（详细内容请参阅燕山大学吴士昌、臧瀛芝所著《自适应控制》一书）。因为自适应律中包含输出广义误差的积分，所以系统也是稳态无差的。再看动态特性：在刚启动时，无超调单调上升至额定值，这个响应过程与我们选取的参考模型在给定信号下的响应过程相吻合（这是模型参考自适应控制的特色）；当突然加上额定负载后，转速立即下降，但很快（调整时间比PI调节器小一个数量级）又回到额

定值, 这时的动态转速降落小于3%。 从以上的例子中可以看出，采用自适应控制的系统的静态特性、动态特性都非常好。 当然，采用自适应控制的系统不仅可以有效地克服负载的变化，对其它系统参数的变化也能很有效地抑制；尤其是在被控对象参数经常有较大的变化或者被控对象的参数是未知的，甚至被控对象本身就是不稳定的系统的情况下，自适应控制有着常规PID调节器无法相比的控制能力。