1.2.2 矢量控制技术

矢量控制（Vector Control）技术又被称为磁场定向控制技术，由德国学者Blaschke在20世纪70年代首先提出。矢量控制技术的出现对交流电机控制系统的研究具有划时代的意义，使交流电机控制技术的发展步入了一个新的阶段。采用矢量控制技术的交流电机控制系统在静、动态性能上可媲美直流电机控制系统，促使交流电机控制系统逐渐取代直流电机控制系统。

矢量控制的基本思想是在三相交流电机上模拟直流电机控制系统中电磁转矩的控制规律，在磁场定向坐标系上，将定子电流矢量分解成两个互相垂直、彼此独立的励磁电流分量和转矩电流分量，通过励磁电流分量调节电机的磁通，转矩电流分量控制电机的电磁转矩。矢量控制技术实现了类似于直流电机的控制条件，可使交流电机控制系统获得优异的稳态和动态性能。矢量控制的关键在于对定子电流矢量幅值和空间位置的控制，但交流电机定子侧电压、电流和磁动势等物理量均为交流量，而且各物理量的空间矢量在空间以同步转速旋转，不便于调节、控制和计算。因此，需要依据矢量的坐标变换理论，按照转子磁场定向原则，将各物理量从静止坐标系转换到同步旋转坐标系中。在同步旋转坐标系中，交流电机的各空间矢量都被变换为直流量。根据交流电机电磁转矩实时计算电磁转矩对应的电枢绕组电流矢量分量，并按照电流矢量分量进行实时控制，就可达到与直流电机控制系统类似的控制性能。由于这些直流量在物理上不存在，还需通过坐标变换逆变换，将同步旋转坐标系中的直流量变换到静止坐标系中的交流量，在静止坐标系中对交流量进行控制，使其实际值跟随给定值。