什么是矢量控制?矢量控制和标量控制有什么区别?

矢量控制是控制方式中的一种，矢量控制其实也就是大家常说的磁场导向控制。为增进大家对矢量控制的认识，本文将对矢量控制、矢量控制和标量控制的区别予以介绍。如果你对矢量控制具有兴趣，不妨一起继续往下阅读哦。

一、什么是矢量控制

矢量控制(vector control)也称为磁场导向控制(field-oriented control，简称FOC)，是一种利用变频器(VFD)控制三相交流电机的技术，利用调整变频器的输出频率、输出电压的大小及角度，来控制电机的输出。其特性是可以分别控制电机的磁场及转矩，类似他激式直流电机的特性。由于处理时会将三相输出电流及电压以矢量来表示，因此称为矢量控制。

矢量控制可以适用在交流感应电机及直流无刷电机，早期开发的目的为了高性能的电机应用，可以在整个频率范围内运转、电机零速时可以输出额定转矩、且可以快速的加减速。不过相较于直流电机，矢量控制可配合交流电机使用，电机体积小，成本及能耗都较低，因此开始受到产业界的关注。矢量控制除了用在高性能的电机应用场合外，也已用在一些家电的应用中。

由于异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。上世纪60年代末由达姆斯塔特工业大学(TU Darmstadt)的K.Hasse提出。在70年代初由西门子工程师F.Blaschke在不伦瑞克工业大学(TU Braunschweig)发表的博士论文中提出三相电机磁场定向控制方法，通过异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。

二、矢量控制和标量控制有什么区别

通过上面的介绍，想必大家已经了解了什么是矢量控制。那么在这部分，我们主要来了解矢量控制和标量控制之间有什么区别。

标量控制和矢量控制是电机控制领域中两种不同的控制方法。

标量控制是指控制电机的转速，同时控制转速来间接实现对电机的转矩控制。利用电机等效电路模型，通过调整电机的电压、电流和频率等参数实现转速控制。标量控制器适用于负载变化较小、负载要求不高的场合，如风扇、水泵等传统的电机应用。

在标量控制中，仅对电机的基本物理量，如电压、电流、磁通等进行控制，而不涉及电机的矢量参数。该控制方法的优点在于简单易实现，但缺点是其控制精度有限，控制效果不够优异。

矢量控制是指直接对电机的磁通、电流进行控制，实现对电机的转矩、转速、位置等参数的精确控制，从而实现对电机的高效控制。在矢量控制中，可以根据电机转子位置和磁极数来计算出电机的转矩和转速，并通过调整电机电流、电压和频率等参数来控制电机的运行状态，从而达到高精度的控制效果。矢量控制器适用于复杂负载要求高的场合，如电动汽车、电机数控等高端电机控制应用。

在矢量控制中，除了控制电机的基本物理量外，还对电机的矢量参数进行控制，如转子磁场定向、电流矢量控制等，从而可以更精确地控制电机的转速和转矩，并且可以实现高性能、高精度的控制效果。矢量控制主要包括感应电机矢量控制和永磁同步电机矢量控制两种。

总之，标量控制适用于常规的电机控制应用，而矢量控制则适用于对电机性能要求更高、复杂度更高的控制应用。相较于标量控制，矢量控制具有更强的控制能力和更高的控制精度，在实际应用中有着更广泛的适用性和更优秀的性能表现。

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