怎样理解永磁同步电机控制中的“矢量控制”

Question

如题所述

Answer 1

仅仅能简单做个说明。 矢量控制本身不分同步电机还是异步电机。 有区别的是磁场定向实现上。
矢量本身代表平面矢量。 举例如下：例如电机里面的电流I被看做一个平面矢量。平面矢量可以用2个坐标来描述。电流I在静止坐标系上的坐标被称为Ia和Ib 。在旋转坐标系上的坐标被称为Id,Iq。 如果旋转坐标系的坐标轴被选择在转子磁场方向上（定向），则ID代表励磁电流（某些永磁同步电机在某些情况下ID可以控制为0，靠永磁体提供磁场）。IQ代表转矩电流。保持ID恒定，控制了IQ 大小，就控制了转矩的大小。 或者说这样的控制方式简单易懂易实现。
或者说要理解得简单 可以理解为矢量控制是通过控制励磁电流与转矩电流来精确控制电机转矩大小的控制方式。有别于直接转矩控制。
直接转矩控制也能控制转矩，但是不是通过控制转矩电流来实现。
V/F控制方式 无法精确控制转矩，无法实现转矩控制。

个人理解 纯手工

Answer 2

永磁同步电机（PMSM）的矢量控制主要是通过控制励磁电流和转矩电流的大小和方向，实现电机转矩和转速的控制。

这种控制方法的核心思想是将电机电流分解为两个相互垂直的矢量，即励磁电流和转矩电流，然后分别对这两个矢量进行控制。

具体来说，矢量控制的方法包括以下步骤：

采集电机的电流和电压值，并进行采样和滤波等处理。

根据电机的状态方程和给定的转速指令，计算出电机的转矩电流指令和励磁电流指令。

将转矩电流指令和励磁电流指令分别乘以相应的比例增益，并进行限幅处理，得到最终的转矩电流和励磁电流指令值。

根据励磁电流指令和电机的电感参数，计算出电机的磁通指令。

根据转矩电流指令和电机的转矩参数，计算出电机的转矩角指令。

将磁通指令和转矩角指令送入电机驱动器，驱动电机旋转。

通过上述控制策略，可以实现电机的精确控制，并具有较好的动态响应性能和稳态性能。

同时，矢量控制还可以通过调节励磁电流和转矩电流的比例关系，实现电机的弱磁控制，使得电机可以在较高的转速范围内运行。