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- 187688
- 性别
- 男
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矢量控制实现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，按照转矩计算公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检测、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。
直接转矩控制也称之为“直接自控制”，这种“直接自控制”的思想是以转矩为中心
来进行磁链、转矩的综合控制。和矢量控制不同，直接转矩控制不采用解耦的方式，从而
在算法上不存在旋转坐标变换，简单地通过检测电机定子电压和电流，借助瞬时空间矢量
理论计算电机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得差值，实现磁链和转矩的直接控制
。
直接转矩控制技术，是利用空间矢量、定子磁场定向的分析方法，直接在定子坐标系
下分析异步电动机的数学模型，计算与控制异步电动机的磁链和转矩，采用离散的两点式
调节器（Band—Band控制），把转矩检测值与转矩给定值作比较，使转矩波动限制在一定
的容差范围内，容差的大小由频率调节器来控制，并产生PWM脉宽调制信号，直接对逆变器
的开关状态进行控制，以获得高动态性能的转矩输出。它的控制效果不取决于异步电动机
的数学模型是否能够简化，而是取决于转矩的实际状况，它不需要将交流电动机与直流电
动机作比较、等效、转化，即不需要模仿直流电动机的控制，由于它省掉了矢量变换方式
的坐标变换与计算和为解耦而简化异步电动机数学模型，没有通常的PWM脉宽调制信号发生
器，所以它的控制结构简单、控制信号处理的物理概念明确、系统的转矩响应迅速且无超
调，是一种具有高静、动态性能的交流调速控制方式。与矢量控制方式比较，直接转矩控
制磁场定向所用的是定子磁链，它采用离散的电压状态和六边形磁链轨迹或近似圆形磁链
轨迹的概念。只要知道定子电阻就可以把它观测出来。而矢量控制磁场定向所用的是转子
磁链，观测转子磁链需要知道电动机转子电阻和电感。因此直接转矩控制大大减少了矢量
控制技术中控制性能易受参数变化影响的问题。直接转矩控制强调的是转矩的直接控制与效果 |
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