Question

变频器直接转矩控制与矢量控制有何不同？

Answer 1

1、需要电动机的参数不同。

控制特点矢量控制以转子磁通的空间矢量为定向（基准）。为此，在控制过程中：

（1）需要电动机的参数多，定向准确度受参数变化的影响较大。

（2）要进行复杂的等效变换（直一交变换、2／3变换等），调节过程需要若干个开关周期才能完成，故响应时间较长，大于100ms。

2、准确度不同。

直接转矩控制以定子电压的空间矢量为定向（基准）。为此，在控制过程中：

（1）只需要电动机的定子电阻一个参数，既易于测量，定向准确度也高。

（2）不必进行等效变换，故动态响应快，只需1～5m。

（3）容易实现无速度传感器控制。

3、采用的控制方式不同。

脉宽调制矢量控制采用正弦脉宽调制（SPWM）方式，故：

（1）必须有SPWM发生器，结构复杂。

（2）输出电流的谐波分量较小，冲击电流小。

（3）载波频率是固定的，电磁噪声小。

4、有无电压输出要求不同。

直接转矩控制不采用正弦脉宽调制（SPWM）方式，而采用“砰－砰”控制（双位控制）方式，逆变电路的开关状态（是否有电压输出）取决于实测转矩信号TS＊与给定转矩信号TG＊之间进行比较的结果：

    TS*>TG*→逆变电路有电压输出。

    TS*<TG*→逆变电路无电压输出。

5、响应速度及噪声不同。

（1）不需要PWM发生器，故结构简单，且转矩响应快。

（2）输出电流的谐波分量较大，冲击电流也较大，逆变器输出端常常需要接入输出滤波器或输出电抗器，但这又将导致输出电压偏低。

（3）逆变电路的开关频率不固定，电动机的电磁噪声较大。

Answer 2

1、矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位，对电动机在励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。目前在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。
基于转差频率的矢量控制方式属于闭环控制方式，需要在电动机上安装速度传感器，因此，应用范围受到限制。
无速度传感器矢量控制是通过坐标变换处理分别对励磁电流和转矩电流进行控制，然后通过控制电动机定子绕组上的电压、电流辨识转速以达到控制励磁电流和转矩电流的目的。这种控制方式调速范围宽，启动转矩大，工作可靠，操作方便，但计算比较复杂。
2、直接转矩控制是利用空间矢量坐标的概念，在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩，通过检测定子电阻来达到观测定子磁链的目的，因此省去了矢量控制等复杂的变换计算，系统直观、简洁，计算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。即使在开环的状态下，也能输出100%的额定转矩，对于多拖动具有负荷平衡功能。

Answer 3

矢量控制的应用场合一般是要求比较高的传动场合。比如要求的恒转矩调速范围指标高，恒功率调速的范围比较宽。而且，矢量控制不同于V/F控制，它在低速时可以输出100%的力矩，而V/F控制在低速时因力矩不够而无法工作。V/F控制特点——以控制速度为目的，控制特点控制精度不高，低速时，力矩明显小，常用于变频器一拖多场合下。   矢量控制——它有速度闭环，即从负载端测出实际的速度，并与给定值进行比较，能够得到更高精度的速度控制，并且在低速时，也有最高的力矩输出。