矢量控制的基本思想是什么？
利用矢量控制，可以用类似控制他激直流电机的方式控制交流感应电机及同步电机。在他激直流电机中，磁场电流及电枢电流可独立控制，在矢量控制，控制磁场及电枢的电流互相垂直，理论上不会互相影响，因此当控制转矩时，不会影响产生磁场的磁链，因此可以有快速的转矩响应。
矢量控制会依照程式中计算的电流矢量，产生三相PWM的电压提供给电机，目的是要控制电机的三相电流。其中会将电流及电压等物理量在二个系统之间转换，一个是随速度及时间改变的三相系统，另一个则是二轴非线变的旋转坐标系统。
扩展资料：
矢量控制的特点
1、需要量测（或是估测）电机的速度或位置，若估测电机的速度，需要电机电阻及电感等参数，若可能要配合多种不同的电机使用，需要自动调适（autotuning）程序来量测电机参数。
2、借由调整控制的目标值，转矩及磁通可以快速变化，一般可以在5-10毫秒内完成。
3、若使用PI控制，步阶响应会有过冲。
4、功率晶体的切换频率（载波）一般为定值。
5、转矩的精确度和控制系统中使用的电机参数有关，因此若因为电机温度变化．造成转子电阻阻值提高．会造成误差的变大。
参考资料来源：百度百科-矢量控制
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博阳精讯
2024-07-25 广告
在变频器调速技术成熟之前，直流电动机的调速特性被公认为是最好的，如图2-7 所示。究其原因，直流电动机优异的调速性能是具备了如下三个条件：
1. 磁极固定在定子机座上，在空间能产生一个稳定直流磁场。
2. 电枢绕组是固定在转子铁心槽里，在空间能产生一个稳定的电枢磁势，并且电枢磁势总是能保持与磁场相垂直，产生转矩最有效。电枢磁势与磁场保持垂直主要靠换向器作用使电枢电流在N 极和S 极下方发生变化，并采用补偿绕组防止电枢反应使磁场扭歪，以及碳刷位置安装的正确。
3. 励磁电流与电枢电流在各自回路中，分别可调、可控。下面分析三相异步电动机的情况：
1. 定子通三相正弦对称交流电时产生一个随着时间和空间都在变化的旋转磁场。
2. 转子磁势和旋转磁场之间不存在垂直关系。
3. 异步电动机转子是短路的，只能在定子方面调节电流，组成定子电流的两个部分——励磁电流和转矩电流都在变化，存在非线性关系，因此对这两部分电流不可能分别调节和控制。
可见异步电动机之所以调速性能差，就是它不具备直流电动机优异调速性能的三个条件，如果在控制上想办法能达到那些要求，那么它的调速性能也一定是优异的。三相异步电动机在空间上产生的是旋转磁场，如果要模拟直流电动机的电枢磁势与磁场垂直，并且电枢磁势大小和磁场强弱分别可调，可设想如图2-8 所示的异步电动机M 、T 两相绕组模型。该模型有两个互相垂直的绕组，M 绕组和T 绕组以角频率s w 在空间旋转。M 、T 绕组分别通以直流电流M i 和T i 。M i 在M 绕组轴线方向产生磁场， M i 称励磁电流，调节M i 大小可以调节磁场强弱。T i 在T 绕组轴线方向产生磁势，这个磁势总与磁场同步旋转，而且与磁场方向垂直，调节T i 大小可以在磁场不变时改变转矩大小， T i 称转矩电流。M i 和T i 分别属于M 、T 绕组，因此分别可调、可控。异步电动机如果按照M 、T
两相绕组模型运行就可以满足直流电动机调速性能好的三个条件。
根据电机学原理知道异步电动机的三相静止对称定子绕组中，通入对称三相正弦交流电流A i 、B i 、C i 时，则形成三相基波合成旋转磁动势，并由它建立相应的旋转磁场ABC f ，如图2-9（a）所示，其旋转角速度等于定子电流的角频率s w 。然而，产生旋转磁场不一定非要三相绕组不可，除单相以外任意的多相对称绕组，通入多相对称正弦电流，均能产生
旋转磁场，如图2-9（b）所示的异步电动机，具有位置互差900 的两相静止定子绕组a 、b ，当通入两相对称正弦电流ia 、ib 时，也可以产生旋转磁场aß F 。如果这个旋转磁场的大小、转速及转向与图2-9（a）所示三相交流绕组所产生的旋转磁场完全相同，则可认为图2-9（a）和图2-9（b）所示的两套交流绕组等效。
由此可知，处于三相静止坐标系的三相固定对称交流绕组，以产生同样的旋转磁场为准则，可以等效为静止两相直角坐标系的两相对称固定交流绕组，并可知三相交流绕组中的三相对称正弦交流电流A i 、B i 、C i 与二相对称正弦交流电流ia 、ib 之间必存在着固定的变换关系。旋转矢量控制的思路就是要把三相异步电动机等效为两相a 、b 静止系统模型，再经过旋转坐标变换为磁场方向与M 轴方向一致的同步旋转的两相M 、T 模型。其中电流矢量i 是一个空间矢量，它实际上代表三相电机产生的合成磁势，是沿空间做正弦分布的量，不同于在电路中电流随时间按正弦变化的时间相量。电流矢量分解为与M 轴平行的产生磁场的分量——励磁电流M i 和与T 轴平行的产生转矩的分量——转矩电流T i 。前者可理解为励磁磁势，后者可理解为电枢磁势。通过控制M i 、T i 大小也就是电流矢量i 的幅值和方向（M 、T 坐标系统中的b 角）去等效地控制三相电流A i 、B i 、C i 的瞬时值，这样只要调节电机的磁场与转矩就可达到调速的目的。设 MT F 为M 绕组和T 绕组分别通入直流电流M i 和T i 时产生的合成磁通，且在空间固定不动。如果人为地使这两个绕组旋转起来，则MT F 也自然地随着旋转。当观察者站在M -T 绕组上与其一起旋转，在它看来，仍是两个通入直流电流的固定绕组。若使MT F 的大小、转速和转向与图2-9（b）所示二相交流绕组所产生的旋转磁场aß F 及图2-9（a）所示三相交流绕组产生的旋转磁场ABC f 相同，则M -T 直流绕组与a - b 交流绕组及与A - B -C 交流绕组等效。显而易见，使固定的M -T 绕组旋转起来，只不过是一种物理概念上的假设，然而，实际上这种旋转的实现，可以通过矢量坐标变换的方法完成。在旋转磁场等效的原则下，a - b 交流绕组等效为M -T 直流绕组，这时a - b 交流绕组中的交流电流 ia 、ib 与M -T 直流绕组中的直流电流M i 、T i 之间也必然存在着固定的变换关系。电流矢量在a 、b 坐标系为ia 、ib ，换算到以s w 角频率旋转的M 、T 坐标系为M i 、T i 时有下列关系：
