【分享】400字解释矢量控制的核心原理

图一揭示了在空间成120度分布的3相固定绕组，分别通以相差120度相位角，幅值成正弦变化的电流，产生一个幅值固定的圆形旋转磁场的过程。

产生旋转磁场不一定非要3相绕组，在空间成90度分布的2相固定绕组，分别通以相位差90度，幅值成正弦变化的电流，也能产生同样的圆形旋转磁场，这就是矢量控制中的Clark变换，即3相旋转到2相旋转的变换，也就是图二左半部分所表示的。

如果我们站在转子上看，也就是我们和转子一起旋转，在空间成90度分布的2相固定绕组通以直流电流也能产生一个圆形旋转磁场，这就是矢量控制中的Park变换，即2相旋转到2相静止的变换，也就是图二右半部分所表示的。

这样我们就得到了和直流电机类似的结构，一个绕组控制磁场（相当于励磁绕组），一个绕组控制转矩（相当于电枢绕组），并且这两个绕组成90度，是正交的，互不影响。仿照直流双闭环调速设计速度，电流调节器，然后在进行相应的反变换最后通过PWM方式控制定子的3相交流电压这样就完成了性能媲美直流调速的矢量控制。

要注意的一点是：

这里的矢量是指电流的励磁分量和（负载）转矩分量。（磁场大小仅和绕组的电流有关，实际上和电压无关。）

因为，控制器CU对电机模块（功率模块）的控制项只有三项，电压、频率和相角。所以，可以看出建立异步电机模型的重要性。只有知道了绕组和转子的阻值、电感等参数，才能通过这三项控制电压、相角、频率而获得所需的励磁电流分量和转矩电流分量。

简而言之，就是通过控制交流电机的参数，让交流电机负载 可以 接近 到直流电机的负载特性。

条件之一是，高速 运算的CU

条件之二是，模拟模型合适与否

优化就是为了计算这些参数

很好，学习了！

我有一个问题，谁能解释呢？那就是，为什么矢量控制方式，对最大输出频率要做限制？比如，G120的矢量控制最大频率是200Hz，而S120的矢量控制最大频率是300Hz。而V/F控制和伺服控制，却没有这个限制。

特别是伺服控制，它也有转速和转矩控制模式，与矢量控制模式一样，却没有这个最大频率的限制。为什么呢？有谁能解惑？

我试着回答下任工的问题，不一定正确。

1、不管哪种控制方式最高频率应该都是有限制的，但可能有不同。

2、有限制的原因之一是由于最高载波频率是有限的，在载波频率一定的情况下输出频率越高，那么单位转子角度平均的载波数越少，形成的旋转磁场的圆度越差，造成调速性能变差。这也是弱磁越深要求载波频率越高的原因。

3、其他大侠补充。

个人感觉这还和硬件的开关频率和抑流控制密切相关，不同价位的功率器件性能决定频率应用范围。

我试试解释：

这个矢量控制主要还是针对交流异步电机。其中控制项“相角”是确定电流矢量的重要参数。然而，数字控制毕竟存在“刷新”速率的极限。随着输出频率的提高，固定的“刷新”速率导致相角精度（分辨率）的降低。当达到控制指标规范的那一点，就是最高输出频率限制。

而对于异步电机的V/F控制和同步电机的伺服模式，不需要“相角”控制一项。因此可以达到更高的输出频率。

ok，知道了，相角控制有时隙（扫描周期）的速度问题。这个好理解了。但是，不太明白伺服模式是怎么控制电机转矩的？因为V/F控制，不需要转矩控制，而伺服控制需要转速和转矩控制，他是怎么实现转矩控制的呢？矢量控制对转矩控制的原理是理解了，但伺服控制呢？如何在V/F模式下控制电机转矩？

另外，我提问题简化了，应该是，为什么矢量控制的最高频率限制比V/F或伺服模式的最高频率限制低（不是滴一点半点，是低很多）？伺服模式的最高频率限制与V/F控制是一致的。

而且我曾经注意到，其他品牌的变频器，比如艾默生的，他们的转速和转矩控制都没有300Hz的限制条件，与V/F控制是一样的。难道说，他们的变频器CPU的速度都比西门子的变频器很快吗？

另外，ABB的DTC直接转矩控制是不是也没有300Hz的限制呢？就不知道了。

很疑惑...。

好，说CPU的速度问题，G和S系列的CPU已经比MM440和6SE70提高了，但矢量控制的最高频率限制还是没变呀。而有些欧美的同类产品转矩控制下，没有最高频率300Hz/200Hz这个限制。

没用过其他欧美的变频器，不清楚。

也有可能和西门子这种开放式的BiCo控制方式有关。

ABB的800也有输出频率的限制0 到 ± 300 Hz吧。。

伺服模式和有速度传感器的矢量控制没本质区别，不过采样频率更高，更精密一点。艾默生的是不是只是没标注，实际也是有限制的？ 

很强悍的理论普及。

好问题。可惜还没有答案。可能和Siemens 它本身的 设计 有关系。这就比较深入产品设计实际。

早先，无传感器矢量控制，在日本变频器上也没有限制。但要好用，必须选用指定厂家的电机。

我觉得它这这个限制应该是针对某个指标的。没用过这么高的输出频率。

矢量模式下，你给定 202Hz就报警？