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矢量控制原理

矢量控制是一種高級的電機控制方法,其基本原理是通過測量和控制電動機定子電流矢量的大小和相位,根據磁場定向原理,分別對電動機的勵磁電流轉矩電流進行控制,從而達到控制電動機轉矩的目的。具體來說,矢量控制方式將電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和產生轉矩的電流分量(轉矩電流),並同時控制這兩個分量間的幅值和相位,即控制定子電流矢量。

矢量控制可以實現電動機的勵磁和轉矩的分別控制,使得電動機的性能得到顯著提升。這種控制方式適用於交流感應電機同步電機,可以在整個頻率範圍內運轉,實現電機零速時輸出額定轉矩,以及快速加減速的能力。矢量控制的核心是對電動機的電磁轉矩和勵磁磁場進行完全解耦控制,通過坐標變換,將定子電流的瞬時值分解為產生磁通的勵磁電流分量和產生轉矩的轉矩電流分量,並使得兩者相互垂直,彼此獨立,然後進行分別控制。

矢量控制方式包括基於轉差頻率控制的矢量控制方式、無速度感測器矢量控制方式和有速度感測器的矢量控制方式等。基於轉差頻率控制的矢量控制方式可以消除動態過程中轉矩電流的波動,提高通用變頻器的動態性能。矢量控制技術的實現需要較高性能的數位訊號處理器、高精度的光電碼盤轉速感測器和適當的參數變化補償算法。