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) 分別加以控制，並同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流向量，所以稱這種控制方式稱為向量控制方式。
向量控制方式又有基於轉差頻率控制的向量控制方式、無速度感測器向量控制方式和有速度感測器的向量控制方式等。這樣就可以將一台三相非同步電機等效為直流電機來控制，因而獲得與直流調速系統同樣的靜、動態效能。向量控制演算法已被廣泛地應用在siemens，ab，ge，fuji等國際化大公司變頻器上。
採用向量控制方式的通用變頻器不僅可在調速範圍上與直流電動機相匹配，而且可以控制非同步電動機產生的轉矩。由於向量控制方式所依據的是準確的被控非同步電動機的引數，有的通用變頻器在使用時需要準確地輸入非同步電動機的引數，有的通用變頻器需要使用速度感測器和編碼器。目前新型向量控制通用變頻器中已經具備非同步電動機引數自動檢測、自動辨識、自適應功能，帶有這種功能的通用變頻器在驅動非同步電動機進行正常運轉之前可以自動地對非同步電動機的引數進行辨識，並根據辨識結果調整控制演算法中的有關引數，從而對普通的非同步電動機進行有效的向量控制。
二. 直接轉矩控制簡介：
在80年代中期，德國學者depenbrock教授於2023年提出直接轉矩控制，其思路是把電機和逆變器看成乙個整體，採用空間電壓向量分析方法在定子座標系進行磁通、轉矩計算，通過跟蹤型pwm逆變器的開關狀態直接控制轉矩。因此，無需對定子電流進行解耦，免去向量變換的複雜計算，控制結構簡單。
直接轉矩控制技術，是利用空間向量、定子磁場定向的分析方法，直接在定子座標系下分析非同步電動機的數學模型，計算與控制非同步電動機的磁鏈和轉矩，採用離散的兩點式調節器（band—band控制），把轉矩檢測值與轉矩給定值作比較，使轉矩波動限制在一定的容差範圍內，容差的大小由頻率調節器來控制，並產生pwm脈寬調變訊號，直接對逆變器的開關狀態進行控制，以獲得高動態效能的轉矩輸出。它的控制效果不取決於非同步電動機的數學模型是否能夠簡化，而是取決於轉矩的實際狀況，它不需要將交流電動機與直流電動機作比較、等效、轉化，即不需要模仿直流電動機的控制，由於它省掉了向量變換方式的座標變換與計算和為解耦而簡化非同步電動機數學模型，沒有通常的pwm脈寬調變訊號發生器，所以它的控制結構簡單、控制訊號處理的物理概念明確、系統的轉矩響應迅速且無超調，是一種具有高靜、動態效能的交流調速控制方式。
直接轉矩控制系統(dtc)
直接轉矩控制系統簡稱dtc(direct torque control)是在20世紀80年代中期繼向量控制技術之後發展起來的一種高效能非同步電動機變頻調速系統。2023年美國學者在ieee雜誌上首先提出了直接轉矩控制理論，，接著在2023年又把直接轉矩控制推廣到弱磁調速範圍。不同於向量控制，直接轉矩控制具有魯棒性強、轉矩動態響應速度快、控制結構簡單等優點，它在很大程度上解決了向量控制中結構複雜、計算量大、對引數變化敏感等問題
傳統的直接轉矩控制技術的主要問題是低速時轉矩脈動大。為了降低或消除低速時的轉矩脈動，提高轉速、轉矩控制精度，擴大直接轉矩控制系統的調速範圍，近些年來提出了許多新型的直接轉矩控制系統。雖然這些新型直接轉矩控制技術在不同程度上改善了調速系統的低速效能，但是其低速效能還是不能達到向量控制的水平。
最近出現了一種間接轉矩控制技術，受到了很多學者的關注。間接轉矩控制技術具有優良的低速效能，另外由於其獨特的控制思想可以降低逆變器的開關頻率，從而特別適用於大容量調速場合。
直接轉矩控制的目標是:通過選擇適當的定子電壓空間向量，使定子磁鏈的運動軌跡為圓形，同時實現磁鏈模值和電磁轉矩的跟蹤控制，其基本原理如圖1所示。在圖1中，定子磁鏈和電磁轉矩分別採用閉環控制，ψs*、tei*分別為定子磁鏈模值和電磁轉矩的給定訊號，、分別為定子磁鏈模值和電磁轉矩的估計值，作為反饋訊號使用。
根據誤差訊號，轉矩調節器輸出轉矩增、減控制訊號ct; 磁鏈調節器輸出磁鏈增、減控制訊號cψ。開關表根據cψ、ct以及估計器輸出的磁鏈扇區訊號，選擇正確的定子電壓空間向量，輸出控制字sa,b,c給逆變器。
從圖1中可以看出，和向量控制相比直接轉矩控制具有結構簡單，轉矩響應速度快、對引數變化魯棒性強的優點。直接轉矩控制的主要缺點是在低速時轉矩脈動大，其主要原因是:
(1) 由於轉矩和磁鏈調節器採用滯環比較器，不可避免地造成了轉矩脈動;
(2) 在電動機執行一段時間之後,電機的溫度公升高,定子電阻的阻值發生變化,使定子磁鏈的估計精度降低，導致電磁轉矩出現較大的脈動;
(3) 逆變器開關頻率的高低也會影響轉矩脈動的大小，開關頻率越高轉矩脈動越小，反之開關頻率越低轉矩脈動越大。
轉矩控制 向量控制和VF控制解析
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