矢量控制系统有哪些优点?空间电压在矢量控制模式下如何提高扭矩?

矢量控制也称为磁场导向控制，是一种利用变频器控制三相交流电机的技术。为增进大家对矢量控制的认识，本文将对矢量控制系统的优点以及空间电压在矢量控制模式下提高扭矩的方法予以介绍。如果你对矢量控制具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、矢量控制系统的优点

动态的“速响应直流电动机受整流的限制，过高的di/dt是不容许的。异步电动机只受逆变器容量的限制，强迫电流的倍数可取得很高，故速度响应快，一般可达到毫秒级，在快速性方面已超过直流电动机。

低频转矩增大一般通用变频器(VVVF控制)在低频时转矩常低于额定转矩，在5Hz以下不能带满负载工作。而矢鱿控制变频器由于能保持磁通恒定，转矩与it呈线性关系，故在极低频时也能使电动机的转矩高于额定转矩。

控制的灵活性直流电动机常根据不同的负载对象，选用他励、串励、复励等形式。它们各有不同的控制特点和机械特性。而在异步电动机矢量控制系统中，可使同一台电动机输出不同的特性。在系统内用不同的函数发生器作为磁通调节器，即可获得他励或串励直流电动机的机械特性。

使用矢量控制，可以使电机在低速，如(无速度传感器时)1Hz(对4极电机，其转速大约为30r/min)时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩(最大约为额定转矩的150%)。

对于常规的V/F控制，电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足，而使电机不能获得足够的旋转力。为了补偿这个不足，变频器中需要通过提高电压，来补偿电机速度降低而引起的电压降。变频器的这个功能叫做“转矩提升”。

转矩提升功能是提高变频器的输出电压。然而即使提高很多输出电压，电机转矩并不能和其电流相对应的提高。 因为电机电流包含电机产生的转矩分量和其它分量(如励磁分量)。

矢量控制把电机的电流值进行分配，从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量(如励磁分量)的数值。

矢量控制可以通过对电机端的电压降的响应，进行优化补偿，在不增加电流的情况下，允许电机产出大的转矩。此功能对改善电机低速时温升也有效。

二、空间电压矢量控制模式下怎么提高扭矩

1. 空间电压矢量控制的基本原理

空间电压矢量控制是一种基于电机磁场定向的控制策略，它通过控制电机定子绕组上的电压矢量，实现对电机转矩和磁通的精确控制。SVPWM的核心思想是将电机的三相电压矢量分解为两个正交的直流电压矢量，通过调整这两个直流电压矢量的大小和相位，实现对电机转矩的精确控制。

1.1 电机模型

在SVPWM中，电机通常被建模为一个两相的直轴(d轴)和交轴(q轴)模型。这种模型可以简化电机的控制算法，同时保持对电机转矩和磁通的精确控制。

1.2 电压矢量分解

在SVPWM中，电机的三相电压矢量被分解为两个正交的直流电压矢量。这两个直流电压矢量的大小和相位可以通过调整PWM信号的占空比来控制。通过精确控制这两个直流电压矢量，可以实现对电机转矩的精确控制。

1.3 转矩控制

在SVPWM中，电机的转矩可以通过调整直流电压矢量的大小和相位来控制。通过精确控制这两个直流电压矢量，可以实现对电机转矩的精确控制，从而提高系统的效率和性能。

2. SVPWM的实现方法

SVPWM的实现方法主要包括以下几个步骤：

2.1 电机参数的测量和估计

在实现SVPWM之前，需要对电机的参数进行测量和估计，包括电机的电阻、电感、磁通和转子位置等。这些参数对于实现精确的电机控制至关重要。

2.2 转矩和磁通的控制策略

在SVPWM中，电机的转矩和磁通可以通过调整直流电压矢量的大小和相位来控制。通常，转矩控制策略采用比例-积分(PI)控制器，而磁通控制策略采用比例控制器。

2.3 PWM信号的生成

在SVPWM中，PWM信号的生成是实现精确电机控制的关键。PWM信号的占空比可以通过调整直流电压矢量的大小和相位来控制。通常，PWM信号的生成采用空间矢量调制(SVM)算法。

2.4 转子位置的检测和估计

在SVPWM中，转子位置的检测和估计对于实现精确的电机控制至关重要。通常，转子位置可以通过安装在电机上的传感器来检测，也可以通过电机的反电动势来估计。

3. 提高扭矩的方法

通过SVPWM提高电机扭矩的方法主要包括以下几个方面：

3.1 优化PWM信号的占空比

在SVPWM中，PWM信号的占空比对电机的转矩和磁通有直接影响。通过优化PWM信号的占空比，可以实现对电机转矩的精确控制，从而提高系统的效率和性能。

3.2 调整直流电压矢量的大小和相位

在SVPWM中，直流电压矢量的大小和相位对电机的转矩和磁通有直接影响。通过调整直流电压矢量的大小和相位，可以实现对电机转矩的精确控制，从而提高系统的效率和性能。

3.3 优化转矩和磁通的控制策略

在SVPWM中，转矩和磁通的控制策略对电机的转矩和磁通有直接影响。通过优化转矩和磁通的控制策略，可以实现对电机转矩的精确控制，从而提高系统的效率和性能。

3.4 提高转子位置的检测和估计精度

在SVPWM中，转子位置的检测和估计对电机的转矩和磁通有直接影响。通过提高转子位置的检测和估计精度，可以实现对电机转矩的精确控制，从而提高系统的效率和性能。

以上便是此次带来的矢量控制相关内容，通过本文，希望大家对矢量控制已经具备一定的了解。如果你喜欢本文，不妨持续关注我们网站哦，将于后期带来更多精彩内容。最后，十分感谢大家的阅读，have a nice day!