我是做變頻器開發的一線人員，有過完整的針對三相非同步電機和永磁同步電機變頻器開發經歷，產品也在市場上賣，學歷方面，在國內正規學校拿到了電機工程的博士學位（無炫耀之意，只是說明在這個領域比較熟悉），陳伯實老先生的書基本翻爛過，也和陳老先生同桌吃過飯。看到討論比較熱烈，也來發個言，談談對變頻器vf控制、向量控制的認識。
針對非同步電機，為了保證電機磁通和出力不變 ，電機改變頻率時，需維持電壓v和頻率f的比率近似不變，所以這種方式稱為恆壓頻比（vf）控制。vf控制－控制簡單,通用性強,經濟性好,用於速度精度要求不十分嚴格或負載變動較小的場合。從本質上講，vf控制實際上控制的是三相交流電的電壓大小和頻率大小，然而交流電有三要素，就是除了電壓大小和頻率之外，還存在相位。
vf控制沒有對電壓的相位進行控制，這就導致在瞬態變化過程中，例如突加負載的時候，電機轉速受衝擊會變慢，但是電機供電頻率也就是同步速還是保持不變，這樣非同步電機會產生瞬時失步，從而引起轉矩和轉速振盪，經過一段時間後在乙個更大轉差下保持平衡。這個瞬時過程中沒有對相位進行控制，所以恢復過程較慢，而且電機轉速會隨負載變化，這就是所謂vf控制精度不高和響應較慢的原因。
向量控制國外也叫磁場定向控制，其實質是在三相交流電的電壓大小和頻率大小控制的基礎上，還加上了相位控制，這個相位在具體操作中體現為乙個角度，簡單的講就是電機定子電流相對於轉子的位置角。我們知道，電機定子三相對稱交流電的綜合效果是乙個旋轉磁鐵，通電後這個旋轉磁場通過感應在轉子上生成三相交流電流，這個電流也等效成乙個磁鐵，這樣就相當於定子磁鐵拖著轉子磁鐵旋轉了，這個是電機旋轉的基本原理。這裡有個問題，就是只有定子磁鐵和轉子磁鐵的相對位置靠得最近，產生的力矩才最大，所以如何在電機三相定子繞組上通電獲得最大轉矩，實際上還和轉子位置有關的。
向量控制會通過實測回來的電流結合電機引數，實時計算出轉子位置，這個過程就是所謂的「磁場定向」，然後實時決定三相定子繞組上電壓的相位，這樣理論上可以做到同樣的電流下產生的轉矩最優，從而減小電機負載變化時的瞬態過程。此外，向量控制順便還會根據轉子位置求出轉速，利用電機引數對轉速進行瞬時補償，進一步優化了控制效能。
綜上，我覺得向量控制和vf控制的最本質的區別就是加入了電壓相位控制上。從操作層面上看，向量控制一般把電流分解成轉矩電流和勵磁電流，這裡轉矩電流和勵磁電流的比例就是由轉子位置角度（也就是定子電壓相位）決定的，這時轉矩電流和勵磁電流共同產生的轉矩是最佳。具體實現可以參考陳老先生的書和其他任何一本講向量控制的書。
巨集觀上看，向量控制和vf控制的電壓，電流，頻率在電機穩定執行時相差不大，都是三相對稱交流，基本上都滿足壓頻比關係，只是在瞬態過程如突加、突減負載的情況下，向量控制會隨著速度的變化自動調整所加電壓、頻率的大小和相位，使這個瞬時過程更快恢復平衡。至於向量控制裡面那些座標變換，是一種便於理解和描述的手段，不是本質問題。從電機理論來看，在dq同步旋轉座標系裡，三相正弦交流量可以轉換成兩相直流量，這樣可以簡化運算，便於數字處理，實際上真實系統裡並不存在轉矩電流和勵磁電流的，這些是一種數學抽象，算完了控制完成後最終還是要體現在實際三相交流電上。
好比我們數學裡的拉普拉斯變化，可以把微分方程變成代數方程簡化運算，運算完了後再反變換回去是乙個道理。
劉志斌老師可能對向量控制理解有誤，或者可能書上沒把物理本質說得很清楚。劉志斌老師的第一點「1、電感的電流落後電壓90度，你能控制這個角度嗎？」這句話是非常正確，電感的電流落後電壓90度，對純電感而言這個90角度是不可能控制的，但是不能推出「9、所謂對定子電流解耦，對有功電流、無功電流分別控制是句謊言，或者是無知的笑話！
」。對電機而言，我想這個論壇裡很多人應該學過電機學，知道三相非同步電機的等效電路，三相非同步電機電感可以認為是不變的，但是轉子的等效電阻可以看成兩部分，一部分是轉子本身的實際電阻r2，不考慮溫度什麼的這個可以認為不變，另乙個是負載等效電阻（1-s）r2/s（s是轉差率），這個實際上和轉差有關，也就是說跟電機的同步速、負載等因素有關了，這樣轉子的等效電阻實際上是可變的，電機電感和電阻的比例關係並不是固定的，那麼通過改變同步速和相應的電壓、相位，對有功電流、無功電流的分別控制是可行的，而向量控制就是提供了這麼一種途徑。這裡我要澄清一下，「對有功電流、無功電流的分別控制」，並不是說你能把有功電流、無功電流控制到任意值，想怎麼控制就怎麼控制，對非同步電機而言，無功電流永遠是感性，這是原理決定的，你不可能把它控制成容性無功，而且有功電流、無功電流的組合產生的轉矩必須和負載平衡，這個是約束條件。
向量控制的目標，實際上是「通過對有功電流、無功電流的分別控制實現優化組合」，達到瞬時轉矩最優，動態過程最短的目的。而vf控制少了這麼乙個對電流瞬時控制的過程，是粗線條的控制，理論上就要差些。好比你讓乙個小弟幹活，vf控制就是「小弟，你把這個東西做出來」，給出乙個要求就行了；向量控制就是你不只是告訴小弟把這個東西做出來，而且還要告訴他，第一步怎麼搞，第二步怎麼搞，細節怎麼處理，這樣顯然後者得到的結果要精細些。
上面是一些理論分析，從實際來看，vf控制是目前變頻器主流控制方法，輔以適當的補償方法可以提高其效能。目前提高vf控制效能的主要方法有：低頻力矩補償、死區補償、動態磁通控制、跟蹤自啟動等，可以適用於80%以上的工況。
在某些對動態要求很高的場合，則需要使用向量控制，如伺服、印刷等。向量控制是根據測量到的電流、電壓和磁通等資料，結合電機內部的電阻電感等引數計算出當前的轉速和位置，並進行必要的修正，從而在不同頻率下執行時，得到更好的控制模式。由於計算量較大，且需要知道電機內部引數，所需資料中的相當部分，一般使用者是很難得到的。
這給向量控制的應用帶來了困難。對此，變頻器都必須配置自動檢測電動機引數的功能。總體而言，向量控制可以得到更好的效能，低頻轉矩大，動態響應好 ，但應用比較不方便，如果引數不合適可能還不能穩定執行，使用範圍受到一些限制。
實際中推薦使用者能用vf控制就盡量不用向量控制。事實上大多數情況增加了轉矩提公升、死區補償、滑差補償的高效能的vf能滿足絕大部分要求，而且穩定性更好。
目前向量控制的主要問題是適用性不如vf強，vf基本上什麼非同步電機都能上，但是向量控制在專用電機能達到的最高水平讓vf望塵莫及。我到西門子參觀的時候，他們對電機的控制到了令人震驚的程度，那就是用三颱電機分別驅動一台時鐘的秒針、分針和時針！想想是什麼概念：
12小時轉一圈啊，這種超低速控制是我想都無法想的。這就是技術差距！這絕對代表了世界上電機控制的最高水平，而基本原理就是向量控制。
至於abb的直接轉矩控制，世界上獨此一家。老實說，我具體測試過波形，是在無法理解是如何實現的，特別是細節部分，體現出的波形跟教科書上的完全不一樣。只能說自己孤陋寡聞。
轉矩控制 向量控制和VF控制解析
文中變頻器是 藍海華騰 變轉矩就是負載轉矩隨電機轉速增大而增大，是非線性變化的，如風機水幫浦，轉矩就是負載轉矩不隨電機轉速增大而增大，一般是相對於恒功率控制而言。如皮帶運輸機提公升機等機械負載。1.vf控制就是變頻器輸出頻率與輸出電壓比值為恆定值或正比。例如 50hz時輸出電壓為380v,25hz時...
直接轉矩啟動與向量控制的區別
一.向量控制理論簡介 70年代西門子工程師首先提出非同步電機向量控制理論來解決交流電機轉矩控制問題。向量控制實現的基本原理是通過測量和控制非同步電動機定子電流向量，根據磁場定向原理分別對非同步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控制非同步電動機轉矩的目的。具體是將非同步電動機的定子電流向量分...
向量控制技術的技術說明
向量控制技術在變頻冰箱中的應用的相關說明 向量的概念是和標量這個概念相對而言的。標量是指只有大小沒有方向的物理量，而向量則是既有大小又有方向的物理量。向量控制技術在冰箱中的應用主要是體現在應用這項技術可以實現對壓縮機執行狀態的精確控制。直流變頻壓縮機的驅動方式有兩種 一種是直流控制方式，這種控制方式...