高性能矢量变频器矢量控制的原理

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矢量控制技术，通过坐标变换，将三相系统转换为M-T两相系统，从而将交流电机定子电流分解为磁通和转矩两个分量，实现对电机磁通和转矩的独立控制，达到与直流调速系统同等的控制效果。

矢量控制的实现依赖于双闭环控制系统，图1展示了矢量控制系统的框图。在这个系统中，通过测量电机转速，矢量运算器产生磁场定向的定子电流给定值和滑差角频度给定值。测量的转速经过积分运算，得到转子磁通位置角θ，然后送至旋转变换环节。从测量的电流中，通过矢量变换得到转矩电流分量iM和励磁电流分量iT。

具体而言，矢量控制技术采用坐标变换将三相交流电机的三相电流分解为两个直流分量，即磁通分量和转矩分量。通过分别控制这两个分量，可以独立调整电机的磁通和转矩，从而实现高性能的控制效果。

该系统通过双闭环控制策略，结合磁场定向控制，能够实现对电机的精确控制。其中，内环是转矩控制，通过控制转矩电流分量iM，实现对电机转矩的精确控制；外环是速度控制，通过控制磁通电流分量iT和滑差角频度，实现对电机速度的精确控制。

图1展示了矢量控制系统的组成，包括测量、矢量运算、旋转变换、积分运算等环节。通过这些环节的协同工作，实现对电机的高性能控制。

矢量控制技术的独特之处在于，它通过坐标变换和磁场定向控制，将复杂的三相交流电机系统简化为两个直流分量的控制问题，从而实现对电机的高性能、精确控制。这一技术在电机控制领域具有广泛的应用，尤其适用于需要高动态性能和精确控制的应用场合。