电机的矢量控制技术（电机矢量控制是什么意思）

电机运行时，电机定子和转子磁场同步旋转，建立转速同步的旋转坐标系。该旋转坐标系通常称为D-Q旋转坐标系。在这个旋转坐标系上，所有的电信号都可以描述为常数。为了方便电机矢量控制问题的研究，是否可以直接从仪器中得到D-Q变换结果？

D-Q变换是一种解耦控制方法。它将异步电动机的三相绕组变换为等效的两相绕组，并将旋转坐标系变换为正交静止坐标系，从而可以用直流量来表示电压和电流。关系。 D-Q变换允许每个控制量单独控制，可以消除谐波电压和不对称电压的影响。由于同步旋转坐标变换的应用，很容易分离基波和谐波。

由于直流电机的主磁通基本上完全由励磁绕组的励磁电流决定，这也是直流电机及其控制系统的数学模型相对简单的根本原因。

如果可以将交流电机的物理模型等价变换为类似于直流电机的模型，则可以大大简化分析和控制。坐标变换正是按照这个思路进行的。

当交流电机的三相对称静态绕组A、B、C通有三相平衡正弦电流时，所产生的合磁动势为旋转磁动势F，其在空间中呈正弦分布，以同步速度ws（即电流的角频率）沿相序A-B-C旋转。这样的物理模型如下图所示。

旋转磁动势不一定必须是三相的。除单相外，任何两相、三相、四相等对称多相绕组，都可以通过通过平衡的多相电流来产生旋转磁力。当然，动量是最简单的，有两个阶段。图2显示了两相固定绕组a和b，它们在空间上彼此相差90。通过时间相差90的两相平衡交流电，也产生旋转磁动势F。

当图1和图2中两个旋转磁动势的大小和转速相等时，认为图2中的两相绕组与图1中的三相绕组等效。 图3 两个绕组d和q匝数相等且相互垂直的两个线圈中分别流过直流电流id和iq，产生合成磁动势F，其相对于绕组的位置是固定的。如果让包括两个绕组在内的整个铁芯以同步速度旋转，磁动势F自然会随之旋转，成为旋转磁动势。如果这组旋转磁动势的大小和速度也控制成与图1和图2相同，那么这组旋转直流绕组就相当于前面两组固定交流绕组。

图3 旋转直流绕组

可见，基于产生相同旋转磁动势的准则，图1中的三相交流绕组、图2中的两相交流绕组和图3中的整体旋转直流绕组是等效的。也就是说，三相坐标系中的iA、iB、iC，两相坐标系中的ia、ib，以及旋转两相坐标系中的DC id、iq是等价的，它们可以产生相同的旋转。磁动势。

D-Q坐标变换的应用

电机坐标变换理论已广泛应用于电气工程领域，不仅应用于电机控制和暂态分析，还应用于电力系统故障分析、电网电能质量检测与控制等领域。电机坐标变换理论的应用主要包括以下几个方面。

1. 电机控制

2、电机暂态运行分析

3、电机故障诊断

测试方法

D-Q转换广泛应用于电机测试。只要能够准确获取转子位置，并能够准确测量三相信号的电流，就可以利用高速FPGA并行实现实时算法运算，并得到三相坐标系。通过克拉克变换，可以将相对于定子静止的两相坐标系转换为相对于定子静止的两相坐标系。得到相应的变换输出I和I，然后利用park变换将相对于定子静止的两相坐标系转换为相对于转子静止的两相坐标系，计算ID和IQ。电机控制过程是一个逆变换过程。首先设定励磁电流和转矩电流，然后转换为相对于定子静止的两相，再转换为相对于定子静止的三相，从而实现对电机的控制。

目前，ZLG致远电子正计划在功率分析仪中实现这种D-Q转换功能，可为电机控制提供参考。电机控制流程可以通过将设定值与功率分析仪的测试结果进行比较，来进行电机控制的研究、开发、设计和故障排除。算法优化等

（来源：ZLG致远电子）