矢量控制理論的提出

1971年，由德國Blaschke等人首先提出了交流電動(dòng)機(jī)的矢量控制（Transvector Contrl）理論，從理論上解決了交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的高性能控制問題。其基本思想是在普通的三相交流電動(dòng)機(jī)上設(shè)法模擬直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的規(guī)律，在磁場(chǎng)定向坐標(biāo)上，將電流矢量分解成產(chǎn)生磁通的勵(lì)磁電流分量ia和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩電流分量i，并使兩分量互相垂直，彼此獨(dú)立，然后分別進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣，交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制，從原理和特性上就與直流電動(dòng)機(jī)相似了。因此，矢量控制的關(guān)鍵仍是對(duì)電流矢量的幅值和空間位置的控制。

矢量控制的目的是為了改善轉(zhuǎn)矩控制性能，而最終實(shí)施仍然是落實(shí)在對(duì)定子電流交流量）的控制上。由于在定子側(cè)的各物理量（電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)、磁動(dòng)勢(shì)）都是交流量，其空間矢量在空間上以同步旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)、控制和計(jì)算均不方便。因此，需借助于坐標(biāo)變換，使各物理量從靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，站在同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系上觀察，電動(dòng)機(jī)的各空間矢量都變成了停止矢量，在同步坐標(biāo)系上的各空間矢量就都變成了直流量，可以根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式的幾種形式，找到轉(zhuǎn)矩和被控矢量的各分量之間的關(guān)系，實(shí)時(shí)地計(jì)算出轉(zhuǎn)矩控制所需的被控矢量的各分量值--直流給定量。按這些給定量實(shí)時(shí)控制，就能達(dá)到直流電動(dòng)機(jī)的控制性能。由于這些直流給定量在物理上是不存在的、虛構(gòu)的，因此，還必須在經(jīng)過坐標(biāo)的逆變換過程，從旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系回到靜止坐標(biāo)系，把上述的直流給定量變換成實(shí)際的交流給定量，在三相定子坐標(biāo)系上對(duì)交流量進(jìn)行控制，使其實(shí)際值等于給定值。