现代电机矢量控制原理论文

在现代交流伺服系统中，矢量控制原理以及空间电压矢量脉宽调制技术使

得交流电机能够获得和直流电机相媲美的性能。

现代电机控制技术是实现高性能伺服驱动的核心技术，也是体现先进制造

技术的标志性技术之一。依托现代电机控制技术构成的伺服驱动装置，是数控机
床，机器人等高性能机电一体化产品的重要组成部分，也是构成工厂自动化不
可缺少的基本单元。

矢量控制的基本思想是在磁场定向坐标上，将电流矢量分解成两个相互垂

直，彼此独立的矢量

id(产生磁通的励磁电流分量)和 iq(产生转矩的转矩电流分

量

)，也就是说，控制 id 和 iq 便可以控制电动机的转矩。

电压空间矢量是指电机输入三相正弦电压的最终目的是在空间产生圆形旋

转磁场，从而产生恒定的电磁转矩。直接针对这个目标，把逆变器和异步电机视
为一体，按照跟踪圆形磁场来控制

PWM 电压，这样的控制方法称为磁链跟踪

控制，磁链的轨迹是靠电压空间矢量相加得到的，所以又称电压空间矢量
PWM 控制。

矢量控制思想是将交流电动机模型等效成直流电动机模型加以控制，利用

坐标变换理论，将非线性，强耦合交流电机模型解耦，把交流电动机定子电流
矢量分解成两个分量

:励磁电流分量，转矩电流分量。通过对这两个矢量的分别

控制，实现直流电机那样对磁场和转矩的控制。

在调速系统中，电机由三相

PWM 逆变器供电。为使电机对称工作，必须三

相同时供电，即在任一时刻一定有处于不同桥臂下的三个器件同时导通，而相
应桥臂的另三个功率器件则处于关断状态。

　　

逆变器共有

8 种工作状态，即 001、010、011、100、101、110、111、000。

将其中

6 个非零的开关状态相电压值代入式（1.2），可得到 6 个空间电压矢

量，如图所示。

§

磁 场 定 向 是

矢 量 控 制 中 必 不
可少的。磁场定向
可 分 为 直 接 磁 场
定 向 和 间 接 磁 场
定向两种方式。通
常 ， 又 将 采 用 前
者 方 式 的 矢 量 控
制 称 为 直 接 矢 量
控 制 ， 将 后 者 称
为间接矢量控制。
直接磁场定向是通过磁场检测或运算来确定转子磁链矢量的空间位置。直接检测