矢量控制在產(chǎn)業(yè)界受到的關注越來越多，矢量控制除了用在高性能的電機應用場合外，也已用在一些家電的應用中。為增進大家對矢量控制的認識，本文將對矢量控制的原理以及矢量控制和標量控制的區(qū)別予以介紹。如果你對矢量控制具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、矢量控制原理
矢量控制的基本原理是通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉(zhuǎn)矩的目的。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量 (勵磁電流) 和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量 (轉(zhuǎn)矩電流) 分別加以控制，并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。矢量控制方式又有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式、無速度傳感器矢量控制方式和有速度傳感器的矢量控制方式等。
矢量控制系統(tǒng)，坐標變換是核心思想。矢量控制的基本思想是以產(chǎn)生同樣的旋轉(zhuǎn)磁動勢為準則，將異步電動機在靜止三相坐標系上的定子交流電流等效成兩相靜止坐標系上的交流電流，在通過坐標旋轉(zhuǎn)變換將其等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標系上的直流電流，等效過程中實現(xiàn)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦控制，達到直流電機的控制效果，得到直流電動機的控制量。便可將三相異步電動機等效為直流電動機來控制，獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)接近的動、靜態(tài)性能。
基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式同樣是在進行U / f =恒定控制的基礎上，通過檢測異步電動機的實際速度n，并得到對應的控制頻率f，然后根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)矩，分別控制定子電流矢量及兩個分量間的相位，對通用變頻器的輸出頻率f進行控制的?；谵D(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式的最大特點是，可以消除動態(tài)過程中轉(zhuǎn)矩電流的波動，從而提高了通用變頻器的動態(tài)性能。早期的矢量控制通用變頻器基本上都是采用的基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式。
無速度傳感器的矢量控制方式是基于磁場定向控制理論發(fā)展而來的。實現(xiàn)精確的磁場定向矢量控制需要在異步電動機內(nèi)安裝磁通檢測裝置，要在異步電動機內(nèi)安裝磁通檢測裝置是很困難的，但人們發(fā)現(xiàn)，即使不在異步電動機中直接安裝磁通檢測裝置，也可以在通用變頻器內(nèi)部得到與磁通相應的量，并由此得到了所謂的無速度傳感器的矢量控制方式。它的基本控制思想是根據(jù)輸入的電動機的銘牌參數(shù)，按照一定的關系式分別對作為基本控制量的勵磁電流(或者磁通)和轉(zhuǎn)矩電流進行檢測，并通過控制電動機定子繞組上的電壓的頻率使勵磁電流(或者磁通)和轉(zhuǎn)矩電流的指令值和檢測值達到一致，并輸出轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)矢量控制。
二、矢量控制和標量控制的區(qū)別
標量控制和矢量控制是電機控制領域中兩種不同的控制方法。
標量控制是指控制電機的轉(zhuǎn)速，同時控制轉(zhuǎn)速來間接實現(xiàn)對電機的轉(zhuǎn)矩控制。利用電機等效電路模型，通過調(diào)整電機的電壓、電流和頻率等參數(shù)實現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制。標量控制器適用于負載變化較小、負載要求不高的場合，如風扇、水泵等傳統(tǒng)的電機應用。
在標量控制中，僅對電機的基本物理量，如電壓、電流、磁通等進行控制，而不涉及電機的矢量參數(shù)。該控制方法的優(yōu)點在于簡單易實現(xiàn)，但缺點是其控制精度有限，控制效果不夠優(yōu)異。
矢量控制是指直接對電機的磁通、電流進行控制，實現(xiàn)對電機的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、位置等參數(shù)的精確控制，從而實現(xiàn)對電機的高效控制。在矢量控制中，可以根據(jù)電機轉(zhuǎn)子位置和磁極數(shù)來計算出電機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，并通過調(diào)整電機電流、電壓和頻率等參數(shù)來控制電機的運行狀態(tài)，從而達到高精度的控制效果。矢量控制器適用于復雜負載要求高的場合，如電動汽車、電機數(shù)控等高端電機控制應用。
在矢量控制中，除了控制電機的基本物理量外，還對電機的矢量參數(shù)進行控制，如轉(zhuǎn)子磁場定向、電流矢量控制等，從而可以更精確地控制電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，并且可以實現(xiàn)高性能、高精度的控制效果。矢量控制主要包括感應電機矢量控制和永磁同步電機矢量控制兩種。
總之，標量控制適用于常規(guī)的電機控制應用，而矢量控制則適用于對電機性能要求更高、復雜度更高的控制應用。相較于標量控制，矢量控制具有更強的控制能力和更高的控制精度，在實際應用中有著更廣泛的適用性和更優(yōu)秀的性能表現(xiàn)。
以上便是此次帶來的矢量控制相關內(nèi)容，通過本文，希望大家對矢量控制已經(jīng)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關注我們網(wǎng)站哦，將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!
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