矢量控制原理是模仿直流电动机的控制原理

永磁同步电机矢量控制
由于永磁同步电机(PMSM)在诸多方面的优势，在控制领域引起了极大的兴趣。

矢量控制的基本思想[4-5]是在普通的三相交流电动机上设法模拟直流电动机转矩控制的规律。

按磁场定向坐标,将电流矢量分解成产生磁通的励磁电流分量和产生转矩的转矩电流分量,并使两分量互相垂直,彼此独立,然后分别进行调节。

这样交流电动机的转矩控制。

从原理和特性上就和直流电动机相似了。

矢量控制的目的是为了改善转矩控制性能．而最终仍然是对定子电流的控制。

由于在定子侧的各物理量,如电压、电流、电动势、磁动势都是交流量,其空间矢量在空间以同步转速旋转,调节和控制都不容易。

因此需要借助于坐标变换,使各物理量从静止坐标系转换到同步旋转坐标系,这时各空间矢量就都变成了直流量。

电流矢量分解成产生磁通的励磁电流分量i d和产生转矩的转矩电流分量i q,如图2所示,这样转矩和被控量定子电流之间的关系就一目了然。

图2.转矩和被控量定子电流之间的关系
永磁同步电机的矢量控制系统由四部分组成：1．位置、速度检测模块；2．速度环,电流环PI控制器；3．坐标变换模块；4．SVPWM模块和逆变模块。

控制过程为：速度给定信号指令与检测到的转子速度相比较,经速度控制器的调节,输出I指令信号(电流控制器得给定信号)。

同时,经过坐标变换后,定子反馈的三相电流变为i d,i q,通过电流控制器使：i d=0,i q与给定的i∗q相比较后,经过电流调节器的输出为d,q轴的电压,经Park逆变换后为α、β电压。

通过SVPWM模块输出六路PWM驱动IGBT．产生可变频率和幅值的三相正弦电流输入电机定子。

西电网院《交流调速技术》模拟试题2B卷一、名词解释（共5题，共10分）1.变频器-----2.矢量控制系统---3.SPWM-----4.DTC_______5.IGBT_____二、选择题（共10题，每题2分，共20分）1.正弦波脉冲宽度调制英文缩写是().A:PWMB:PAMC:SPWMD:SPAM2.在U/f控制方式下，当输出频率比较低时，会出现输出转矩不足的情况，要求变频器具有（）功能。

A：频率偏置B：转差补偿C：转矩补偿D：段速控制3.在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（）。

A：SCRB：GTOC：MOSFETD：IGBT4.交流电机定、转子的极对数要求()。

A：不等；B：相等；C：不可确定D：可变。

5.以下()不是异步电动机的交流调速方法。

A.变极调速B.变频调速C.带换向器脉宽调速系统D.改变转差率调速6.下面四个电力电子器件中，属于全控型电力电子器件的是（）A．二极管B．晶闸管C．功率晶体管D．逆导晶闸管7.对电动机从基本频率向上的变频调速属于()调速.A:恒功率B:恒转矩C:恒磁通D:恒转差率8.普通三相异步电动机需要宽范围调速，较理想的方法是（)A．调压调速B．变频调速C．转子串电阻调速D．变极调速5.有源逆变指的是（）A.把交流电变为可调的直流电送到负载B.把交流电变为固定的直流电送到负载。

C.把直流电变为频率可调的交流电送到交流电网。

D.把直流电变为同频率的交流电送到交流电网10.在晶闸管触发电路中，改变()的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。

A.同步电压B.控制电压，C.脉冲变压器变比D.导通角三、填空题（共10空，每空2分，共20分）1.无整流子电动机的调速原理中，开环同步电动机变频调速易发生，改进为方案。

2.交流电机调速技术发展迅速，继技术后，又出现了，解耦控制等方法。

3.对于异步电机的变压变频调速，必须具备能够同时控制电压和的交流电源，而电网提供的是恒压恒频的电源，因此应该配置，又称VVVF（VariableVoltageVariableFrequency）装置。

感应电动机转差型矢量控制系统的设计1 引言感应电动机具有结构简单、坚固耐用、转速高、容量大、运行可靠等优点。

但是，由于感应电动机是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，磁通和转矩耦合在一起，不能像直流电动机那样，磁通和转矩可以分别控制。

所以，一直到20世纪80年代都没有获得高性能的感应电动机调速系统。

近年来，随着电力电子技术、现代控制理论等相关技术的发展，使得感应电动机在可调传动中获得了越来越广泛的应用。

矢量控制策略的提出，更是实现了磁通和转矩的解耦控制，其控制效果可媲美直流电动机。

本文在分析感应电动机矢量控制原理的基础上，基于matlab/simulink建立了感应电动机转差型矢量控制系统仿真模型，仿真结果证明了该模型的合理性。

并在此基础上进行系统的软、硬件设计，通过实验验证控制策略的正确性。

2 矢量控制的基本原理长期以来，直流电动机具有很好的运行特性和控制特性，通过调节励磁电流和电枢电流可以很容易的实现对转矩的控制。

因为它的转矩在主磁极励磁磁通保持恒定的情况下与电枢电流成线性关系，所以通过电枢电流环作用就可以快速而准确地实现转矩控制，不仅使系统具有良好稳态性能，又具有良好的动态性能。

但是，由于换向器和电刷的原因，直流电动机有它固有的缺点，如制造复杂，成本高，需要定期维修，运行速度受到限制，难以在有防腐防暴特殊要求的场合下应用等等。

矢量控制的设计思想是模拟直流电动机的控制特点进行交流电动机控制。

基于交流电动机动态模型，通过矢量坐标变换和转子磁链定向，得到等效直流电动机的数学模型，使交流电动机的动态模型简化，并实现磁链和转矩的解耦。

然后按照直流电动机模型设计控制系统，可以实现优良的静、动态性能。

转子磁链ψr仅由定子电流励磁电流ism产生，与定子电流转矩分量ist无关，而电磁转矩te正比于转子磁链和定子电流转矩分量的乘积，这充分说明了感应电动机矢量控制系统按转子磁链定向可以实现磁通和转矩的完全解耦。

1矢量控制基本原理
矢量控制系统的基本思路是以产生相同的旋转磁动势为准则,将异步电动机在静止三相坐标系上的定子交流电流通过坐标变换等效成同步旋转坐标系上的直流电流,并分别加以控制,从而实现磁通和转矩的解耦控制,以达到直流电机的控制效果。

所谓矢量控制，就是通过矢量变换和按转子磁链定向，得到等效直流电动机模型，在按转子磁链定向坐标系中，用直流电动机的方法控制电磁转矩与磁链,然后将转子磁链定向坐标系中的控制量经变换得到三相坐标系的对应量，以实施控制。

其中等效的直流电动机模型如图2-1所示，在三相坐标系上的定子交流电流,通过3/2变换可以等效成两相静止正交坐标系上的交流,,A B C i i i 和再通过与转子磁链同步的旋转变换，可以等效成同步旋转正交坐标系上s i αs i β的直流电流和。

m 绕组相当于直流电动机的励磁绕组，相当于励磁电流，sm i st i sm i t 绕组相当于电枢绕组，相当于与转矩成正比的电枢电流。

其中矢量控制系统st i 原理结构图如图2-2所示。

图2-1 异步电动机矢量变换及等效直流电动机模型
图2-2矢量控制系统原理结构图
通过转子磁链定向，将定子电流分量分解为励磁分量和转矩分量，转sm i st i 子磁链仅由定子电流分量产生，而电磁转矩正比与转子磁链和定子电流r ψsm i e T 转矩分量的乘积，实现了定子电流的两个分量的解耦。

简化后的等效直流调速
系统如图2-3所示。

图4-2 带转矩内环和磁链闭环矢量控制系统的电气原理图
MATLAB 系统仿真系统设计
powergui A B
C +-
A
B C。

异步电机矢量控制原理一、引言异步电机是一种广泛应用的电动机，其控制方式主要有直接转矩控制和矢量控制两种。

其中，矢量控制是一种更加精确、灵活的控制方式，可以实现高效率、高性能的运行。

本文将详细介绍异步电机矢量控制原理。

二、异步电机基础知识1. 异步电机结构和工作原理异步电机由定子和转子两部分组成，定子上有三个相位交流绕组，转子上则有导体条。

当三相电源施加在定子上时，会产生旋转磁场，进而感应出转子中的感应电动势，并使得导体条在旋转磁场中感受到一个旋转力矩，从而带动转子运动。

2. 异步电机参数异步电机的参数包括定子电阻、定子漏抗、定子互感、转子漏抗等等。

这些参数对于确定异步电机的特性非常重要。

3. 感应电动势和反电动势当三相交流电源施加在定子上时，会产生一个旋转磁场，并且这个旋转磁场的频率与供电频率相同。

这个旋转磁场会感应出转子中的感应电动势，从而产生一个旋转力矩。

同时，由于异步电机的运动，转子中也会产生一个反电动势，其大小与运动速度成正比。

三、矢量控制基础知识1. 矢量控制简介矢量控制是一种通过模拟直流电机的方式来控制交流电机的方法。

它可以实现非常精确的控制，并且可以根据需要调整转速和转矩。

2. 矢量控制原理在矢量控制中，将交流电机看作一个带有两个分量（即直流分量和交流分量）的向量。

通过对这两个分量进行分别控制，就可以实现对交流电机的精确控制。

四、异步电机矢量控制原理1. 矢量控制与异步电机结合在异步电机中使用矢量控制时，需要将交流电源输入到变频器中，并将其输出到异步电机上。

变频器会将交流信号转换为直流信号，并将其分解为两个分量：一个用于产生旋转磁场（即定子磁通），另一个用于产生反向转矩（即转子电流）。

2. 矢量控制中的定子电流和磁通在矢量控制中，定子电流和磁通是非常重要的参数。

定子电流决定了旋转磁场的大小，而磁通则决定了旋转磁场的方向。

因此，在进行异步电机矢量控制时，需要对定子电流和磁通进行精确控制。

矢量控制技术的原理和方法矢量控制技术是一种重要的控制方法，广泛应用于工程、自动化、电子等领域。

本文将介绍矢量控制技术的原理和方法，包括矢量控制的基本概念、矢量控制的原理和实现方法等。

一、矢量控制的基本概念矢量控制是一种基于矢量分析的控制方法，它通过对矢量参数的控制实现对系统的控制。

矢量控制可以综合考虑系统的多个参数，并通过对参数的优化控制来实现系统的稳定性和优化性能。

二、矢量控制的原理矢量控制的原理是将系统的输入和输出表示为矢量形式，通过对输入和输出之间的关系进行矢量分析，建立控制模型，并通过对模型中的矢量参数进行控制来实现对系统的控制。

矢量控制的原理主要基于以下几个基本概念：1. 矢量变换：通过对输入和输出信号进行矢量变换，将其表示为矢量形式。

常用的矢量变换方法有坐标变换、矩阵变换等。

2. 矢量分析：通过对输入和输出之间的关系进行矢量分析，建立系统的数学模型。

矢量分析可以将系统的复杂关系简化为矢量之间的相互作用。

3. 矢量控制器：根据系统的模型和控制要求，设计合适的矢量控制器。

矢量控制器可以对系统的输入矢量进行优化控制，以达到系统的稳定性和性能要求。

三、矢量控制的方法矢量控制的方法主要包括直接矢量控制和间接矢量控制两种。

1. 直接矢量控制：直接矢量控制是指将系统的输入矢量直接控制到期望值，并通过对输出矢量的反馈控制来校正误差。

直接矢量控制简单直观，但对信号的响应要求较高，容易受到系统参数波动的影响。

2. 间接矢量控制：间接矢量控制是通过对系统的输入和输出进行变换，将系统的输入控制为期望矢量，通过调整系统的参数来实现对输出的控制。

间接矢量控制相对复杂，但对系统的鲁棒性和稳定性较强。

根据系统的特点和要求，可以选择合适的矢量控制方法。

一般来说，对于要求较高的系统，可以采用间接矢量控制方法，以提高系统的稳定性和控制性能。

四、矢量控制技术的应用矢量控制技术在工程、自动化、电子等领域有广泛的应用。

例如，在电机控制中，可以采用矢量控制技术实现电机的精确控制；在工业自动化中，可以采用矢量控制技术实现系统的优化控制；在电子通信中，可以采用矢量控制技术实现信号的高效传输等。

第六、七、八章 习题解答(参考)6-1 简述恒压频比控制方式.解答:根据变压器公式Sg 1s N m 444==s V E .f N k Φ,在忽略定子阻抗压降的前提下,电机的相电压与定子频率和磁通的乘积成正比.控制电压与定子频率之比例恒定不变,就可保证磁通不变.基速以下,保持磁通为额定值不变,可以充分地利用电机的最大转矩.而磁通过大,会使电机磁路饱和,励磁电流过大,铁损增大,铁心过热甚至烧毁电机.恒压频比控制包括三段:低频段:(0-5Hz)电压补偿.中频段(5-50Hz)恒压频比;基频以上(50-75)恒定电压控制.由于恒压频比控制方式依据的是电路的稳态方程,所以动态性能不理想.即给定信号如转速即定子频率必须由给定积分器施加.也就是转差频率不能太大,否则,电机会出现停转的现象.由于系统本身没有自动限制起制动电流的作用，因此，频定设定信号必须通过给定积分算法产生平缓升速或降速信号，升速和降速的积分时间可以根据负载需要由操作人员分别选择。

6-2 简述异步电动机下面四种不同的电压-频率协调控制时的机械特性并进行比较: 1 恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性;2 基频以下电压-频率协调控制时异步电动机的机械特性3 基频以上恒压变频时异步电动机的机械特性解 实际应用中,不仅要求调节转速,还要求调速系统具有优良的机械特性. 1 正弦波供电恒压恒频2'lr ls 2122'r s 'r 121s p e )()(3L L s R sR R s U n T +++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ωωω异步电动机的机械特性分为两段, 即在最大转差率时对应最大的转矩.S 很小时, s R s U n T ∝⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≈'r 121s p e 3ωω.大于最大转差率时,电机存在负阻性,易于产生不稳定.S 接近1时, s L L R s R U n T 1])([32'lrls 212s 'r 121s p e ∝++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≈ωωωeT emax n n n n 0n 0n 0n而在小于最大转差率时,电机存在正阻性,机械特性如同直流电动机,易于稳定运行. 而最大转矩与电压成正比2 恒压频比基频以下时,机械特性同正弦波恒压恒频供电时的机械特性相似.机械特性曲线基本平行.但最大转矩随转差角频率的降低而减小,即低速时最大转矩减小.因此低频即低速时,电机带载能力减弱.初始起动转矩很小,须适当抬高电压,增大转矩.3 基频以上恒压变频时,将迫使磁通随频率上升而减弱.相当于直流电动机弱磁升速.能保持电磁功率基本不变,为恒功率控制.最大转矩与频率成反比,即随着转速的上升,最大转矩减小. 6-3 如何区别交-直-交变压变频器是电压源变频器还是电流源变频器?它们在性能上有什么差异?解答:电压源型变频器和电流源型变频器的区别在于缓冲单元.如果直流电源串入电抗器进入逆变器,则因电抗器具有维持动态电流不变的性质,称为电流源型.如果直流电源并联电容器进入逆变器,则电容器具有维持动态电压不变的性质,称电压源型.电源源型变频器只有在交流电压峰值才能电容充电,而在低于电容电压时,电流为零,会在电网上产生谐波,为抑制谐波,常在电网和变频器之间加一个进线电抗器.由于电容量很大,合闸时会产生很大的充电电流,因此,为限制充电电流,常采用限流电阻和延时开关组成的预充电电路对电容进行充电.二极管整流不能再生制动.制动时,整流桥和逆变器都处于整流状态,电机机进入发电状态,都向电容充电,会引起泵升电压,此时,可检测电压值,当其上升到一定值时,控制开通功率管接通制动电阻,就可旅行能耗制动.电流源型过去曾用得较多.但现已很少应用.大多采用电压源型.而电压源型PWM 控制逆变器时,由于电压变化率大,会影响电机绕组的绝缘甚至导致轴损坏.6-5 采用二极管不控整流器和功率开关器件脉宽调制(PWM)逆变器组成的交直交变频器有什么优点?电压源型变频器的优点:1）只有逆变单元可控，通过它同时调节电压和频率，结构简单。

什么是⽮量控制系统（VCS）并简述其1. 什么是⽮量控制系统（VCS）?并简述其⼯作原理。

答：将异步电动机经过坐标变换可以等效成直流电动机，那么，模仿直流电动机的控制⽅法，求得直流电动机的控制量，经过坐标反变换，就能够控制异步电动机。

由于进⾏坐标变换的是电流(代表磁动势)的空间⽮量，所以这样通过坐标变换的控制系统就叫做⽮量控制系统VCS(Vector Control System) 。

2. 直接转矩控制系统（DTC）的基本思想：根据定⼦磁链幅值偏差Ψs 的正负号和电磁转矩偏差Te的正负号，再依据当前定⼦磁链⽮量Ψs所在的位置，直接选取合适的电压空间⽮量，减⼩定⼦磁链幅值的偏差和电磁转矩的偏差，实现电磁转矩与定⼦磁链的控制。

3. 何为软启动？答：软启动器可以限制启动电流并保持恒值，直到转速升⾼后⾃动衰减下来，启动时间也短于降压启动⽅法主电路采⽤晶闸管交流调压器，⽤连续地改变其输出电压来保证恒流起动，达到稳定运⾏后，可⽤接触器将晶闸管旁路，以免晶闸管不必要长期⼯作。

启动电流可在（0.5~4）IsN之间调整。

4. 电压空间⽮量PWM（SVPWM）：（定义）把逆变器和交流电动机视为⼀体，以圆形旋转磁场为⽬标来控制逆变器的⼯作，叫“磁链跟踪控制”，磁链跟踪控制是通过交替使⽤不同的电压空间⽮量来实现的，故⼜称为“电压空间⽮量PWM（SVPWM）”（实现⽅法：）在SVPWM的实现过程中，通常以开关损耗较⼩和谐波分量较⼩为原则，安排基本⽮量和零⽮量的作⽤顺序。

有两种常⽤的SVPWM实现⽅法，分别是（1）零⽮量集中和（2）零⽮量分散。

5.6. 转速、电流反馈控制直流调速的：（1）起动过程分析：第1阶段：电流上升阶段。

这⼀阶段中，ASR很快进⼊并保持饱和状态，⽽ACR⼀般不饱和。

第2阶段：恒流升速阶段。

ASR保持饱和状态，⽽ACR不饱和，转速迅速饱和。

第3阶段：转速调节阶段。

ACR、ASR均不饱和，ASR 起主导作⽤，转速反馈接近期望输出（2）双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点？答：1) 饱和⾮线性控制：ASR饱和，转速环开环，恒值电流调节的单闭环系统ASR不饱和，转速环闭环，⽆静差调速系统.2）准时间最优控制，恒流升速可使起动过程尽可能最快。

矢量控制(FOC)基本原理2014.05.15duquqiubai1234@一、基本概念1.1模型等效原则交流电机三相对称的静止绕组 A 、B 、C ，通以三相平衡的正弦电流时，所产生的合成磁动势是旋转磁动势F ，它在空间呈正弦分布，以同步转速ω1（即电流的角频率）顺着 A-B-C 的相序旋转。

这样的物理模型如图1-1a 所示。

然而，旋转磁动势并不一定非要三相不可，单相除外，二相、三相、四相…… 等任意对称的多相绕组，通以平衡的多相电流，都能产生旋转磁动势，当然以两相最为简单。

图1图1-1b 中绘出了两相静止绕组α 和 β ，它们在空间互差90°，通以时间上互差90°的两相平衡交流电流，也产生旋转磁动势F 。

再看图1-1c 中的两个互相垂直的绕组M 和 T ，通以直流电流M i 和T i ，产生合成磁动势F ，如果让包含两个绕组在内的整个铁心以同步转速旋转，则磁动势F 自然也随之旋转起来，成为旋转磁动势。

把这个旋转磁动势的大小和转速也控制成与图 1-1a 一样，那么这三套绕组就等效了。

三相--两相变换（3S/2S 变换）在三相静止绕组A 、B 、C 和两相静止绕组α、β之间的变换，简称3S/2S 变换。

其电流关系为111221022A B C i i i i i αβ⎡⎤⎡⎤--⎥⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥-⎣⎦⎦⎣（） 两相—两相旋转变换（2S/2R 变换） 同步旋转坐标系中（M 、T 坐标系中）轴向电流分量与α、β坐标系中轴向电流分量的转换关系为cos sin 2sin cos M T i i i i αβϕϕϕϕ⎡⎤⎡⎡⎤⎤=⎢⎥⎢⎢⎥⎥-⎦⎣⎦⎣⎣⎦ （）1.2矢量控制简介矢量控制是指“定子三相电流矢量控制”。

矢量控制理论最早为解决三相异步电机的调速问题而提出。

交流矢量的直流标量化可以使三相异步电机获得和直流电机一样优越的调速性能。

将交流矢量变换为两相直流标量的过程见图2。

电力拖动自动控制系统（名词解释）一、名词解释：1.G-M系统（旋转变流机组）：由交流电动机拖动直流发电机G实现变流，由G给需要调速的直流电动机M供电，调节G的励磁If即改变其输出电压U，从而调节电动机的转速n，这样的调速系统简称G-M系统，国际上统称Ward-Leonard系统。

2.V-M 系统（晶闸管-电动机调速系统）：通过调解器触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，即可改变平均整流电压Ud，从而实现评平滑调速，这样的系统叫V-M系统。

3. （SPWM）：按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波雨期望波的争先等效，这种调制方法称作正弦波脉宽调制（SPWM）。

4.（旋转编码器的测速方法）M法测速——在一定时间Tc内测取旋转编码器输出的脉冲个数M1,用以计算这段时间内的平均转速，称作M法测速。

T法测速——在编码器两个相邻输出脉冲间隔时间内，，用一个计数器对已知频率为f0的高频时钟脉冲进行计数，并由此来计算转速，称作T法测速。

M/T法测速——既检测Tc时间内旋转编码器输出的脉冲个数M1，又检测用一时间间隔的高频时钟脉冲个数M2，用来计算转速，称作M/T法测速。

5.无刷电动机：磁极仍为永磁材料，但输出方波电流，气隙磁场呈梯形波分布，这样就更接近于直流电动机，但没有电刷，故称无刷电动机（梯形波永磁同步电动机）。

6.DTC（直接转矩控制系统）：它是利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩，是既矢量控制系统之后发展起来的另一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。

7.恒Eg/f1=C控制：对于三相异步电动机，要保持气隙磁通不变，当频率从额定值向下调节时，必须同时降低气隙磁通在在定子每相中感应电动势的有效值Eg，使Eg/f1=恒定值，像这样的控制方法叫恒Eg/f1=C控制。

（譬如，对于异步电动机，如果在电压-频率协调控制中，恰当地提高电压Us的数值，使它在克服钉子阻抗压降以后，能维持Eg/f1为恒值，这种控制方法叫Eg/f1=C控制。

变频器的V/F控制与矢量控制U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。

但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。

另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。

因此人们又研究出矢量控制变频调速。

矢量控制（VC）方式矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1（Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。

其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。

通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。

矢量控制方法的提出具有划时代的意义。

然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。

V/F控制与矢量都是恒转矩控制。

U/F相对转矩可能变化大一些。

而矢量是根据需要的转矩来调节的，相对不好控制一些。

对普通用途。

两者一样1、矢量控制方式——矢量控制，最简单的说，就是将交流电机调速通过一系列等效变换，等效成直流电机的调速特性，就这么简单，至于深入了解，那就得深入了解变频器的数学模型，电机学等学科。

矢量控制概念：矢量控制目的是设法将交流电机等效为直流电机，从而获得较高的调速性能。

矢量控制方法就是将交流三相异步电机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，这样即可等效于直流电机。

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。

矢量控制理论模型如下图矢量控制特点：变频器矢量控制，按照是否需要转速反馈环节，一般分为无反馈矢量控制和有反馈矢量控制。

1、无反馈矢量控制。

无反馈矢量控制方式优点是：a）、使用方便，用户不需要增加任何附加器件。

b）、机械特性较硬。

机械特性由于V/F控制方式，且不会发生电机磁路饱和问题，调试方便（个人观点，请大家批评指正）缺点是：调速范围和动态响应能力不及有反馈控制方式；2、有反馈矢量控制方式。

有反馈矢量控制方式的主要优点是： a）、调速性能优于无反馈矢量控制方式及V/F控制。

缺点：需要在电机上安装测速装置（大多为旋转编码器），电机变频改造比较麻烦，成本也高。

故有反馈矢量控制一般应用场合为：a）、要求有较大调速范围的场合（如：具有铣、磨功能的龙门刨床）； b）、对动态响应性能要求较高的场合；c）、对安全运行要求较高场合。

矢量控制的适用范围：a）、矢量控制只能用于一台变频器控制一台电机。

当一台变频器控制多台电机时，矢量控制无效；b）、电机容量与变频器要求配置的电机容量之间，最多只能相差一个档次。

（如：变频器要求配置电机容量为7.5KW，那么实际电机最小容量为5.5KW，对于3.7kw电机就不行了）；c）、电机磁极数一般以2、4、6极为宜，极数较多时建议查阅变频器说明书；d）、力矩电机、深槽电机、双鼠笼电机等特殊电机不能用矢量控制功能。

//（个人观点，请大家批评指正）V/F控制：如果电机电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。

简单举例变转矩就是负载转矩随增大电机转速而增大，如风机水泵恒转矩就是负载转矩不随电机转速增大而增大，如皮带运输机提升机等机械负载VF控制就是变频器输出频率与输出电压比值为恒定值或正比例50HZ时输出电压为380V,25HZ时输出电压为190V即恒磁通控制矢量控制，把输出电流分励磁和转矩电流并分别控制矢量控制时的速度控制（ASR）通过操作转矩指令，使得速度指令和速度检出值（PG 的反馈或速度推定值）的偏差值为0。

带PG 的V/f 控制时的速度控制通过操作输出频率，使得速度指令和速度检出值（PG 的反馈或速度推定值）的偏差值为0。

一、V/F控制方式变频器采用V/F控制方式时，对电机参数依赖不大，一般强调“空载电流”的大小。

由于我们采用矢量化的V/F控制方式，故做电机参数静止自整定还是有必要的。

不同功率段的变频器，自学习后的空载电流占额定电流大小百分比也是不同的。

一般有如下百分比数据：5.5kW~15 kW,空载电流P9.05的值为30%~50%的电机额定电流；3.7 kW及以下的，空载电流P9.05的值为50%左右的电机额定电流；特殊情况时，0.4 kW、0.75 kW、1.5 kW，空载电流P9.05的值为70%~80%的电机额定电流；有的0.75 kW功率段，参数自整定后空载电流为电机额定电流的90%。

空载电流很大，励磁也越大。

何为矢量化的V/F控制方式，就是在V/F控制时也将输入电流量进行解耦控制，使控制更加精确。

变频器输出电流包括两个值：空载电流和力矩电流，输出电流I的值为空栽电流Im和力矩电流It平方和后开2次方。

故空载电流是影响变频器输出电流的主要因素之一。

V/F控制时输出电压与运行频率之比为一定值：即U/F=K（K为常数），P0.12=最大输出电压U，P0.15=基频F。

上图中有个公式，描述转矩、转速、功率之间的关系。

变频器在基频以下运行时，随着速度增快，可以输出恒定的转矩，速度增大不会影响转矩的输出；变频器在基频以上运行时，只能保证输出额定的功率，随着转速增大，变频器不能很好的输出足够大的力；有时候变频器速度更快，高速运行时，处于弱磁区，我们必须设置相应的参数，以便让变频器适应弱磁环境。

矢量控制技术的原理与实现矢量控制技术是一种使电动机能够稳定而高效地工作的控制方法。

它通过对电机的电流和磁场进行调节，实现对电机的精确控制。

本文将介绍矢量控制技术的原理和实现方法。

一、矢量控制技术的原理矢量控制技术是基于电机的空间矢量旋转理论而发展起来的。

其核心原理可以概括为以下两点：1. 空间矢量理论空间矢量理论是矢量控制技术的基础，它描述了电机在磁场空间中的运动和变化。

根据磁场空间的磁链和电磁力矩的理论特性，利用数学模型和矢量分析方法，可以准确地计算和控制电机的运动。

2. 矢量控制算法矢量控制技术通过矢量控制算法来实现对电机的精确控制。

该算法基于电机的电流和转矩方程，通过对电流和磁链的调节来控制电机的转矩和速度。

二、矢量控制技术的实现方法矢量控制技术的实现方法主要包括以下几个方面：1. 电流控制矢量控制技术首先需要对电机的电流进行控制。

通过电流控制器对电机的电流进行调节，使其能够按照预定的矢量轨迹运动。

电流控制器可以采用PID调节器、模糊控制器等，根据具体情况选择最合适的控制器。

2. 磁场定向矢量控制技术还需要对电机的磁场进行定向。

通过对电机的磁场进行定向，可以使电机产生特定方向的磁链，从而实现对电机的精确控制。

磁场定向可以通过空间矢量理论和矢量控制算法来实现。

3. 磁链调节矢量控制技术还需要对电机的磁链进行调节。

通过调节电机的磁链，可以实现电机的转矩和速度的控制。

磁链调节可以通过控制电机的电流和电压来实现，也可以通过改变电机的磁场分布来实现。

4. 动态反馈矢量控制技术还需要实时地对电机进行动态反馈。

通过传感器对电机的状态进行实时监测，可以及时发现和修正电机的运行状态，保证电机能够稳定而高效地工作。

常用的传感器包括位置传感器、速度传感器、电流传感器等。

总结：矢量控制技术是一种非常先进且有效的电机控制方法。

通过对电机的电流和磁场进行精确调节，可以实现对电机的精确控制和高效运行。

矢量控制技术的实现方法主要包括电流控制、磁场定向、磁链调节和动态反馈等方面。

异步电机无速度传感器矢量控制基本原理矢量控制的含义：一，对异步电机数学模型的坐标变换，等效为直流电机进行控制（将定子电流矢量在同步旋转坐标系下分解为励磁电流分量和转矩分量）；二，基本的电压矢量控制(通过坐标变换最终得出脉宽调制需要的调制波)。

本质都是坐标变换！无速度传感器矢量控制系统框图备注矢量控制的基本思想是：按照旋转磁场等效的原则，通过坐标变换（矢量变换）将定子电流矢量在同步旋转坐标系下分解为励磁电流分量和转矩分量，对他们分别进行控制，就可以得到和直流电机一样的控制特性。

求得直流电机的控制量再经过相应的坐标反变换，求得交流电机控制量，控制交流电机。

因此，坐标变换是矢量控制的基础，必须通过坐标变换，建立异步电机在按转子磁场定向的旋转坐标下的数学模型，推到出失量控制的控制方程。

旋转磁场等效原则:在二相、三相….等多相对称绕组中通以多相对称电流时都能产生旋转磁场,如图1所示。

图1中（a ）是三相对称绕组A 、B 、C 通以三相对称交流电流时产生旋转磁场φ；图（b ）是两相静止绕组α、β通以两相对称交流电流时，也产生旋转磁场。

当旋转磁场的大小和转速都相同时认为（a ）（b ）两绕组是等效的。

图（c ）是两个匝数相等、互相垂直的绕组M 、T ，分别通以直流电流M i 、T i 时产生位置固定的磁通φ。

如果此时这两个绕组同时以同步转速旋转，φ也就旋转起来，这样（a ）（b ）（c ）中绕组等效，等效绕组产生的磁场也等效。

根据旋转磁场等效的原则，经过3/2变换和旋转变换等矢量变换，使三相交流电机的三相绕组和直流电机的直流绕组等效，从而模拟直流电机控制转矩的方法对交流电机的转矩进行控制，这就是矢量控制。

(a) (b) (c)坐标变换中需要遵循的两个原则：根据变换前后电流产生的旋转磁场等效原则；变换后两个系统的功率保持不变。

1.静止坐标系下的3/2变换(Clarke 变换):Clarke 逆变换:Clarke变换2,同步旋转坐标变换（Park变换）Park逆变换:Park变换异步电机的数学模型：1.在两相静止坐标系 上的数学模型：2. 在两相旋转坐标系MT 上的数学模型:转子磁场定向矢量控制基本原理：在两相同步旋转坐标系的建立过程中，规定了M 、T 两轴互相垂直，且与定子频率同步的旋转速度，并没有规定两轴与电机旋转磁场的相对位置。

无刷直流电机矢量控制技术一、引言无刷直流电机（BLDC）在工业生产和家用电器中都有广泛应用，而矢量控制技术是BLDC控制的重要方法之一。

本文将详细介绍无刷直流电机矢量控制技术的原理、实现方法以及应用场景。

二、无刷直流电机简介无刷直流电机是一种基于永磁体和交变电源的转子驱动器，其结构与传统的有刷直流电机不同。

BLDC具有高效、低噪音、长寿命等优点，在许多领域都有广泛应用。

三、矢量控制原理矢量控制是一种高级的BLDC控制方法，它充分利用了BLDC结构中的永磁体，通过对永磁体和转子位置进行精确测量和计算，实现对转子位置和速度的精确控制。

1. 空间矢量理论空间矢量理论是BLDC矢量控制中最基本的理论之一。

它将三相交流信号表示成一个旋转向量，在不同时间点上旋转不同角度，从而实现对BLDC驱动器输出信号的精确调节。

2. 磁场定向控制磁场定向控制是BLDC矢量控制中的另一个重要理论。

它通过对BLDC中的永磁体和转子位置进行精确测量和计算，实现对转子位置和速度的精确控制。

四、矢量控制实现方法BLDC矢量控制有多种实现方法，其中最常见的是基于DSP芯片的数字式矢量控制。

下面将介绍数字式矢量控制的实现方法。

1. 传感器信号采集数字式矢量控制需要采集BLDC驱动器中的多个信号，包括电流、电压、角度等。

这些信号需要通过传感器进行采集，并通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号。

2. 控制算法设计数字式矢量控制需要设计一套高效稳定的控制算法，以实现对BLDC 驱动器输出信号的精确调节。

这些算法包括PID算法、FOC算法等。

3. DSP芯片编程DSP芯片是数字式矢量控制中最重要的组成部分之一。

它需要编写相应的程序代码，以实现对BLDC驱动器输出信号的精确调节。

五、应用场景BLDC矢量控制技术在许多领域都有广泛应用，包括工业生产、家用电器、电动车等。

下面将介绍BLDC矢量控制在电动车中的应用。

1. 电动车驱动系统BLDC矢量控制技术可以应用于电动车驱动系统中，通过对BLDC驱动器输出信号的精确调节，实现对电动车速度和转向的精确控制。

三相异步电动机的混合控制电路原理
三相异步电动机的混合控制电路原理通常涉及对电动机转速和转矩的控制。

这种控制通常使用一种或多种控制策略，如矢量控制、直接转矩控制或滑动模态控制等。

1. 矢量控制：矢量控制旨在模拟直流电动机的控制，它可以独立地控制电动机的转速和转矩。

这种方法通常使用两个逆变器（每个逆变器控制一个电动机相）和一个clamp绕组。

通过调整每个逆变器的电压，可以控制电动机的转速和转矩。

2. 直接转矩控制：直接转矩控制旨在直接控制电动机的转矩，而不是先控制转速。

这种方法通常使用一个逆变器和一个clamp绕组。

通过调整逆变器的电压和相位，可以控制电动机的转矩。

3. 滑动模态控制：滑动模态控制旨在找到一个稳定的电动机状态，在这个状态下，电动机的转速和转矩都处于一个设定的值。

这种方法通常使用一个逆变器和一个clamp绕组。

通过调整逆变器的电压和相位，可以找到这个稳定的电动机状态。

这些控制策略可以单独使用，也可以结合使用，以提供对电动机更精确和有效的控制。

一分钟搞明白VF控制与矢量控制的区别1、什么是VF控制为了保证异步电机磁通和转矩不变，电机改变频率时，需维持电压V 和频率F 的比率近似不变，这种方式称为恒压频比（ VF）控制。

2、VF控制优点VF控制最大优点就是控制简单,通用性强,经济性好，对电机参数依赖不大，一般强调“空载电流”的大小。

3、VF控制缺点VF控制缺点就是动态响应速度较低。

4、什么是矢量控制矢量控制也叫磁场定向控制，其实质是在三相交流电的电压和频率控制的基础上，还加上了相位控制，这个相位反映的就是电机定子电流相对于转子的位置角。

5、VF与矢量控制区别交流电三要素：幅值、频率、相位。

VF 控制实际上控制的是三相交流电的电压幅值和频率。

相比VF控制，矢量控制最本质的区别就是加入了电压相位控制，即矢量控制是控制交流电幅值、频率、相位等三要素。

6、矢量控制如何克服VF控制缺点负载瞬态变化，例如负载突加时，电机转速受冲击会变慢，但是VF控制下，电机供电频率也就是同步速还是保持不变，这样异步电机会产生瞬时失步，从而引起转矩和转速振荡，经过一段时间后在一个更大转差下保持平衡。

这个瞬时过程中没有对相位进行控制，所以恢复过程较慢，而且电机转速会随负载变化，这就是所谓VF 控制精度不高和响应较慢的原因。

矢量控制一般把电流分解成转矩电流和励磁电流，转矩电流和励磁电流的比例就是由转子位置角度（也就是定子电压相位）决定的，这时转矩电流和励磁电流共同产生的转矩是最佳。

宏观上看，矢量控制和VF 控制的电压，电流，频率在电机稳定运行时相差不大，都是三相对称交流，基本上都满足压频比关系，只是在瞬态过程如突加、突减负载的情况下，矢量控制会随着速度的变化自动调整所加电压幅值、频率和相位，使这个瞬态过程更快恢复新平衡。

7、关于矢量控制其它说明矢量控制对电机参数的依赖很大，需要准确电机参数，在通用变频行业，必须对电机作参数辨识（自学习）。

矢量控制原理是：模仿直流电动机的控制原理,根据异步电动机的动态数学模型，利用一系列坐标变换把定子电流矢量分解为励磁分量和转矩分量，对电机的转矩电流分量和励磁分量分别进行控制,在转子磁场定向后实现磁场和转矩的解耦，从而达到控制异步电动机转矩的目的，使异步电机得到接近它励直流电机的控制性能。