矢量控制的分析

1、矢量控制方式分析矢量控制矢量控制是變頻器調(diào)速控制的一種方式，一般常用的U/f控制比較簡(jiǎn)單， 機(jī)械特性硬度也較好，能夠滿足一般的平滑調(diào)速要求，但是這種控制在低頻時(shí)由 于U較小，定子阻抗壓降的分量比較顯著，不能再忽略，另外其輸出量最大轉(zhuǎn)距 隨著f的降低而減小，最大轉(zhuǎn)距大小將限制調(diào)速系統(tǒng)的帶載能力，當(dāng)轉(zhuǎn)距增大到 最大值以后，特性就彎下了，也就是說(shuō)其機(jī)械特性是非線性的，而不能像直流電 機(jī)一樣是線性的，換句話說(shuō)其動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)距能力和靜態(tài)調(diào)速轉(zhuǎn)距都還是不盡人意，如 果對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)速性能要求較高則只有采用矢量變頻控制調(diào)速的方法。過(guò)程如 下：速度給定信號(hào)和速度反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)控制器綜合，產(chǎn)生類同于直流電機(jī)勵(lì)磁電 流的給

2、定信號(hào)和電樞電流給定信號(hào)，經(jīng)過(guò)反旋轉(zhuǎn)變換得到Idc和Ibl，再經(jīng)過(guò)二 相/三相變換得到iA iB iC，把這三個(gè)電流控制信號(hào)由控制器直接得到的頻率控 制信號(hào)加到帶電流控制的變頻器上，就可以輸出異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速所需的三相變頻 電流。由于異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個(gè)高階、非線性、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)。 上世紀(jì)70年代西門子工程師F.Blaschke首先提出異步電機(jī)矢量控制理論來(lái)解決 交流電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制問(wèn)題。矢量控制實(shí)現(xiàn)的基本原理是通過(guò)測(cè)量和控制異步電動(dòng)機(jī) 定子電流矢量，根據(jù)磁場(chǎng)定向原理分別對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行 控制，從而達(dá)到控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。具體是將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流矢 量分解

3、為產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量（勵(lì)磁電流）和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量（轉(zhuǎn)矩電流） 分別加以控制，并同時(shí)控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以 稱這種控制方式稱為矢量控制方式。簡(jiǎn)單的說(shuō)，矢量控制就是將磁鏈與轉(zhuǎn)矩解耦， 有利于分別設(shè)計(jì)兩者的調(diào)節(jié)器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電機(jī)的高性能調(diào)速。矢量控制方式 又有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式、無(wú)速度傳感器矢量控制方式和有速度傳 感器的矢量控制方式等。這樣就可以將一臺(tái)三相異步電機(jī)等效為直流電機(jī)來(lái)控 制，因而獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣的靜、動(dòng)態(tài)性能。矢量控制算法已被廣泛地應(yīng) 用在siemens，AB，GE，F(xiàn)uji等國(guó)際化大公司變頻器上。采用矢量控制方式的通用變頻器不僅可在調(diào)

4、速范圍上與直流電動(dòng)機(jī)相匹 配，而且可以控制異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。由于矢量控制方式所依據(jù)的是準(zhǔn)確的 被控異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，有的通用變頻器在使用時(shí)需要準(zhǔn)確地輸入異步電動(dòng)機(jī)的 參數(shù)，有的通用變頻器需要使用速度傳感器和編碼器。鑒于電機(jī)參數(shù)有可能發(fā)生 變化，會(huì)影響變頻器對(duì)電機(jī)的控制性能，目前新型矢量控制通用變頻器中已經(jīng)具 備異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)辨識(shí)、自適應(yīng)功能，帶有這種功能的通用變頻 器在驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)之前可以自動(dòng)地對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行辨 識(shí)，并根據(jù)辨識(shí)結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)，從而對(duì)普通的異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行 有效的矢量控制。以異步電動(dòng)機(jī)的矢量控制為例：它首先通過(guò)電機(jī)的等效電路來(lái)得

5、出一些磁 鏈方程，包括定子磁鏈，氣隙磁鏈，轉(zhuǎn)子磁鏈，其中氣息磁鏈?zhǔn)沁B接定子和轉(zhuǎn)子 的.一般的感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流不易測(cè)量，所以通過(guò)氣息來(lái)中轉(zhuǎn)，把它變成定子電 流.然后，有一些坐標(biāo)變換，首先通過(guò)3/2變換，變成靜止的d-q坐標(biāo)，然后 通過(guò)前面的磁鏈方程產(chǎn)生的單位矢量來(lái)得到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的類似于直流機(jī)的轉(zhuǎn)矩 電流分量和磁場(chǎng)電流分量，這樣就實(shí)現(xiàn)了解耦控制，加快了系統(tǒng)的響應(yīng)速度.最 后再經(jīng)過(guò)2/3變換，產(chǎn)生三相交流電去控制電機(jī)，這樣就獲得了良好的性能.矢 量控制（VC）方式：矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系下的 定子電流Ia、Ib、Ic、通過(guò)三相一二相變換，等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流 電流l

6、allbl，再通過(guò)按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直 流電流Iml、Itl （Iml相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流；Itl相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比 的電樞電流），然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法，求得直流電動(dòng)機(jī)的控制量，經(jīng) 過(guò)相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。其實(shí)質(zhì)是將交流電動(dòng)機(jī)等效為 直流電動(dòng)機(jī)，分別對(duì)速度，磁場(chǎng)兩個(gè)分量進(jìn)行獨(dú)立控制。通過(guò)控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然 后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制。 綜合以上：矢量控制無(wú)非就四個(gè)知識(shí)：等效電路、磁鏈方程、轉(zhuǎn)矩方程、坐標(biāo)變 換（包括靜止和旋轉(zhuǎn)矢量控制的基本原理是通過(guò)測(cè)量和控制異步電動(dòng)機(jī)定子電流 矢量，根據(jù)磁

7、場(chǎng)定向原理分別對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制，從 而達(dá)到控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。具體是將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流矢量分解為 產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量（勵(lì)磁電流）和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量（轉(zhuǎn)矩電流）分別加以控制，并同時(shí)控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制 方式稱為矢量控制方式。1矢量控制方式的原理變頻器矢量控制是通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)定子電流的大小和相位，以達(dá)到對(duì)電動(dòng)機(jī) 在d、q、0坐標(biāo)軸系中的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分別進(jìn)行控制，進(jìn)而達(dá)到控制電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。目前在變頻器中實(shí)際應(yīng)用的矢量控制方式主要有基于轉(zhuǎn)差率控制 的矢量控制方式和無(wú)速度傳感器的矢量控制方式兩種。無(wú)速度傳感器矢量控制

8、系 統(tǒng)框圖如圖1所示。在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，將電動(dòng)機(jī)定子電流分解為d、q坐標(biāo)系下的勵(lì)磁電流分 量和轉(zhuǎn)矩電流分量/，然后將這兩個(gè)互相垂直的直流電流信號(hào)反饋到給定的 控制部分進(jìn)行修正，其中一個(gè)磁場(chǎng)電流信號(hào)七不變，而控制另一個(gè)磁場(chǎng)電流信 號(hào)I，得到兩個(gè)相應(yīng)的修正后的控制信號(hào)I*和尸，進(jìn)行相應(yīng)的逆變換就可以得 sqsd sq到目標(biāo)三相電流控制信號(hào)，也就得到變頻器控制輸出電壓。圖1無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)框圖無(wú)速度傳感器矢量控制方式依賴于電動(dòng)機(jī)定子電流的反饋，電流反饋內(nèi)環(huán)的 控制算法由內(nèi)部?jī)蓚€(gè)調(diào)節(jié)器組成，一個(gè)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，一個(gè)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩電流，這些 調(diào)節(jié)器的輸出組合產(chǎn)生變頻器三相控制電壓輸出?？刂仆猸h(huán)是由速度環(huán)

9、和磁通環(huán) 組成，速度和磁通環(huán)的輸出為轉(zhuǎn)矩和勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器的指令。速度反饋是由定子 頻率和估算的電機(jī)滑差綜合而來(lái)。2矢量控制方式在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中的應(yīng)用與恒壓頻比（V/F）控制方法一樣，采用矢量控制方式的變頻器保證水下電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電潛泵正常起動(dòng)，就必須滿足三個(gè)條件：（1）電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩（TemT）；（2）電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流小于變頻器的報(bào)警過(guò)負(fù)荷電流（七TL 就可以，不需要過(guò)大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，所以不會(huì)產(chǎn)生大的起動(dòng)電流。電動(dòng)機(jī)定子電流為：JJ I+七矢量控制只是調(diào)節(jié)電流轉(zhuǎn)矩分量七，并保持勵(lì)磁分量）恒定，也在一定程度 上的減小了起動(dòng)電流。因?yàn)椋噶靠刂票萔/F控制具有更好的自適應(yīng)性，所以其 起

10、動(dòng)電流一般比V/F控制的起動(dòng)電流更小。對(duì)于第（3）條件，長(zhǎng)電纜上的電壓降落為：=R因?yàn)樵陔妱?dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程中矢量控制的起動(dòng)電流比V/F控制方式的起動(dòng)電 流更小，所以長(zhǎng)電纜上的電壓降落也更小，考慮電纜的電壓降落后要求的控制電 壓在變頻器輸出電壓范圍以內(nèi)。綜上所述，矢量控制方式具有以下特點(diǎn)：（1）電機(jī)參數(shù)自動(dòng)辯識(shí)和手動(dòng)輸入相結(jié)合；（2）低頻高輸出轉(zhuǎn)矩，如150%額定轉(zhuǎn)矩/2Hz；無(wú)速度傳感器的矢量控制變頻器不僅改善了轉(zhuǎn)矩控制的特性，而且改善了針 對(duì)各種負(fù)載變化產(chǎn)生的不特定環(huán)境下的速度可控性。其在低速范圍時(shí)同樣可以產(chǎn) 生強(qiáng)大的轉(zhuǎn)矩。有關(guān)文獻(xiàn)通過(guò)實(shí)際分析發(fā)現(xiàn)，同樣將2Hz的矢量變頻控制和V/F 控制變頻

11、進(jìn)行比較，矢量控制方式具有更強(qiáng)的輸出力矩。經(jīng)過(guò)上述分析可見(jiàn)，控制參數(shù)根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化的矢量控制方式可以在流花 LH4-1項(xiàng)目變頻器中應(yīng)用，能夠保證順利起動(dòng)電潛泵。矢量控制方式需要注意的問(wèn)題：（1）需要電動(dòng)機(jī)的準(zhǔn)確的電氣參數(shù)；（2）需要電潛泵的制動(dòng)特性；（3）當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載突變時(shí)必須快速調(diào)節(jié)變頻器輸出電壓，保證電纜末端電 動(dòng)機(jī)電壓的穩(wěn)定在額定電壓范圍以內(nèi)。由于供電電纜很長(zhǎng)、電壓降落很大，而且隨著電動(dòng)機(jī)負(fù)載電流的變化長(zhǎng)電纜 上的電壓降落變化也很大，必須根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載電流、頻率快速調(diào)節(jié)變頻器輸出 電壓，保證電纜末端電動(dòng)機(jī)機(jī)端電壓在額定范圍以內(nèi)。此時(shí)要求變頻器必須具有 過(guò)載、欠載的調(diào)節(jié)和保護(hù)功能，ABB

12、公司ACS1000的過(guò)載、欠載的調(diào)節(jié)和保護(hù) 功能如圖3所示。圖3變頻器過(guò)載、欠載的調(diào)節(jié)和保護(hù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速估算得到，電動(dòng)機(jī)電流實(shí)測(cè)得到，在圖3中理想的工作電流隨頻 率變化曲線是根據(jù)電潛泵特性得出，一般需要實(shí)測(cè)得到。一旦運(yùn)行工況超過(guò)了過(guò) 載、欠載報(bào)警范圍，變頻器需要調(diào)節(jié)輸出電壓使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常工作范圍。一旦 運(yùn)行工況進(jìn)入過(guò)載、欠載跳閘范圍，說(shuō)明電纜末端電動(dòng)機(jī)機(jī)端電壓嚴(yán)重降低或升 高，威脅電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行，此時(shí)需要停止變頻器的工作。3直接轉(zhuǎn)矩控制方式直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱DTC(Direct Torque Control)系統(tǒng)，是繼矢量控制系 統(tǒng)后發(fā)展起來(lái)的另一種高動(dòng)態(tài)性能的交流電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。

13、直接轉(zhuǎn)矩控 制的思想是以轉(zhuǎn)矩為中心來(lái)進(jìn)行磁鏈、轉(zhuǎn)矩的綜合控制，在其轉(zhuǎn)速環(huán)里面，利用 轉(zhuǎn)矩直接控制電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩而得名。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，是利用空間矢量、定子磁場(chǎng)定向的分析方法，直接在定 子坐標(biāo)系下分析異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算與控制異步電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩， 采用離散的兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)器(BangBang控制)，把轉(zhuǎn)矩檢測(cè)值與轉(zhuǎn)矩給定值作 比較，使轉(zhuǎn)矩波動(dòng)限制在一定的容差范圍內(nèi)，容差的大小由頻率調(diào)節(jié)器來(lái)控制， 并產(chǎn)生PWM脈寬調(diào)制信號(hào)，直接對(duì)逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制，以獲得高動(dòng)態(tài) 性能的轉(zhuǎn)矩輸出。它的控制效果不取決于異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型是否能夠簡(jiǎn)化， 而是取決于轉(zhuǎn)矩的實(shí)際狀況，它不需要將交流電動(dòng)機(jī)與直

14、流電動(dòng)機(jī)作比較、等效、 轉(zhuǎn)化，即不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制，簡(jiǎn)單的說(shuō)是用空間矢量的分析方法， 以定子磁場(chǎng)定向方式，對(duì)定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行直接控制，轉(zhuǎn)矩是直接 作為被控量控制的。直接轉(zhuǎn)矩控制方式的框圖如圖 4所示。和矢量控制系統(tǒng)一樣，直接轉(zhuǎn)矩 控制方式也是分別控制異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和磁鏈，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出作為 電磁轉(zhuǎn)矩的給定信號(hào)T*，在T*后面設(shè)置轉(zhuǎn)矩控制內(nèi)環(huán)，它可以抑制磁鏈變化對(duì) 轉(zhuǎn)速子系統(tǒng)的影響，從而使得轉(zhuǎn)速和磁鏈子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了近似的解耦。圖4直接轉(zhuǎn)矩控制方式框圖在圖4所示的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，根據(jù)定子磁鏈和反饋信號(hào)進(jìn)行砰一砰控 制，按控制程序選取電壓空間矢量的作用順序和持續(xù)時(shí)間。如果只

15、要求正六邊形 的磁鏈軌跡，則逆變器的控制程序簡(jiǎn)單，主電路開(kāi)關(guān)頻率低，但是定子磁鏈的偏 差較大；如果要逼近圓形磁鏈軌跡，則控制程序復(fù)雜，主電路開(kāi)關(guān)頻率高，定子 磁鏈接近恒定，精確。在電壓空間矢量按磁鏈控制的同時(shí)，也接受轉(zhuǎn)矩的砰一砰 控制。以正轉(zhuǎn)（T*0）的情況為例，當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)矩低于T*的允許偏差下限時(shí)，按 磁鏈控制得到相應(yīng)的電壓空間矢量，使定子磁鏈向前旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩上升；當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn) 矩達(dá)到T *允許偏差上限時(shí)，不論磁鏈如何，立即切換到零電壓矢量，使定子磁e鏈靜止不動(dòng)，轉(zhuǎn)矩下降。穩(wěn)態(tài)時(shí)，上述情況不斷重復(fù)，使轉(zhuǎn)矩波動(dòng)被控制在允許 范圍內(nèi)。因此，從總體的控制結(jié)構(gòu)上看，直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和矢量控制系統(tǒng)是一致的，

16、都能獲得較高的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能，也能夠在流花LH4-1中應(yīng)用。F.1矢量控制方式的坐標(biāo)變化及控制計(jì)算（1）三相靜止A、B、C坐標(biāo)系統(tǒng)變換到兩相靜止a、0坐標(biāo)系統(tǒng)（1）三相電動(dòng)機(jī)中三相電流產(chǎn)生的合成磁勢(shì)完全可以用兩個(gè)在空間上相差90o的 繞組通以時(shí)間上相差90o的對(duì)稱電流產(chǎn)生的合成磁勢(shì)代替，通過(guò)（1）；11 22i a#ii1L 0= L 2 2L CJ（2）從兩相靜止a、0坐標(biāo)系統(tǒng)變換到兩相旋轉(zhuǎn)d、q坐標(biāo)系統(tǒng)電流空間矢量在空間以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，與靜止坐標(biāo)之間角度為0,將電流矢 量投影到與電流空間矢量同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系上，通過(guò)Park變換如下：cos 0 - sin 0i a=sdjL 0sin co

17、s 0 - sin 0i a=sdjL 0sin 0 cos 01- sq(2)當(dāng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，定子電流可以寫(xiě)成i = I sin(w t + a)2兀、i = I sin（w t + a ）2兀、i = I sin（w t + a + -）其中a為初相角，則根據(jù)式（1）、（2）、（3）可以導(dǎo)出（3）（4）i = I sin a從而，對(duì)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)定子電流在d、q參考軸系中以直流形式出現(xiàn)。其中，id 為勵(lì)磁電流分量，i為轉(zhuǎn)矩電流分量。通過(guò)逆變換也可以求出定子三相電流電流， 比如A相得電流為冗、I = i cos t + i cos( t + )A sd 1 sq12（5）矢量控制時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)

18、模型（1）電壓方程式Usd= RSsd + P sdKqUsq= RL + Sd +叩 Sd u= R i+ 沖-(一)wu= R i+ 網(wǎng)+(-)w（6）（2）磁鏈方程式lw=L i+ L isds sdm rdw=L i+ L i1sqs sqm rq（7）w=L i+ Lirdm sdr rdw=L i+ Lirqm sqr rq轉(zhuǎn)矩表達(dá)式T = p Lm (i轉(zhuǎn)矩表達(dá)式T = p Lm (i w - i W )em n L sq rd sdr(8)機(jī)械方程式T = T + J，em L p dt使d軸與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)方向重合于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)而言，Urd= Urq=0，W =Li +L isd s

19、 sd m rdw =Li +L isq s sq m rqw = L i + Lird m sd r rd0 = L i + Li、m sq r rq(9)磁勢(shì)轉(zhuǎn)子磁通q軸分量為零，即Wrd=0。而對(duì) 此時(shí)的方程為：(10)(11)(12)廣隊(duì)+網(wǎng)廣氣K, 廣 Rsd + 網(wǎng)sd +叩 sd 0 = R i + 沖(11)(12)0 = R i + wr rq s rdT = p、i wem n L sq rd r從轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向坐標(biāo)系下的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型可以看出，要想實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確 的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制，就必須對(duì)轉(zhuǎn)子磁鏈空間矢量準(zhǔn)確定向，即需要準(zhǔn)確知道變 換公式中的角度。角度。的獲得方法基本上可

20、分為兩類：一種是直接方法，即在感應(yīng)電機(jī)內(nèi)部 安放霍爾器件，確定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的分布，經(jīng)過(guò)變化從而直接得到角度。另一種間 接方法的原理是：在感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上安裝位置傳感器來(lái)獲得磁場(chǎng)方向，但是 對(duì)于開(kāi)環(huán)控制的矢量控制而言，末端沒(méi)有傳感器，只能通過(guò)速度估算的方法來(lái)估 算出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，既而通過(guò)下列公式求出。如圖2所示，圖中的虛線軸表示與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)軸。其中Or是與轉(zhuǎn) 子同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系與靜止坐標(biāo)系之間的夾角，它可以用固定于轉(zhuǎn)子上的位置傳 感器得到；在無(wú)速度傳感器系統(tǒng)中，它可由估算出的速度積分后得到。而Os是 由于轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的轉(zhuǎn)速差形成的轉(zhuǎn)差角度，無(wú)法直接測(cè)得，只能通過(guò)計(jì) 算得到，即通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)差頻率積分得到。圖2坐標(biāo)系間的關(guān)系。=j，（3 +3 ）dt（13）其中，3為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度，3為轉(zhuǎn)差角速度。根據(jù)上式（1）（13 ）可以導(dǎo)出以下公式：V =ird 1 +T p sd3 = m sqs T VT = L / RT = p Lmi V = Pn V 2 3（14）em n L sq rd R rd sPn為電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)F.2電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速估算由式（2）、（13）可知，要求得七以及就必須知道0，但是要求得0就必 須知道電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。所以在開(kāi)環(huán)的矢量控制中必須對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行可靠的估算。以下是通過(guò)檢測(cè)異步定子電壓和電流而計(jì)算出轉(zhuǎn)子磁鏈的一種觀測(cè)方法。定子回路電壓平衡方