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矢量變頻器的控制技術
日期：2025-05-09 21:49
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摘要：
矢量變頻器技術是基于DQ軸理論而產生的,它的基本思路是把電機的電流分解為D軸電流和Q軸電流，其中D軸電流是勵磁電流，Q軸電流是力矩電流,這樣就可以把交流電機的勵磁電流和力矩電流分開控制，使得交流電機具有和直流電機相似的控制特性，矢量變頻器是為交流電機設計的一種理想的控制理論，大大提高了交流電機的控制特性。不過目前這種控制理論已經不僅僅應用在交流異步電動機上了，直流變頻電動機（BLDC,也就是永磁同步電動機）也大量使用該控制理論。
交流電機矢量控制理論是德國學者K Hass和FBlaschke建立起來的，作為交流異步電機控制的一種方式，矢量控制技術已成為高性能變頻調速系統的優選方案。
交流電機矢量控制理論是德國學者K Hass和FBlaschke建立起來的，作為交流異步電機控制的一種方式，矢量控制技術已成為高性能變頻調速系統的優選方案。
交流電機的矢量控制技術是基于交流電機的動態模型，通過建立交流電機的空間矢量圖，采用磁場定向的方法將定子電流分解為與磁場方向一致的勵磁分量和與磁場方向正交的轉矩分量，并分別對磁通和力矩進行控制，而使異步電機可以像他勵直流電機一樣控制。隨著計算機技術飛速發展，功能強大的數字信號處理器（DSP）的廣泛應用使得矢量控制逐漸走向了實用化。
DSP按數據格式可分為定點DSP和浮點DSP兩類。考慮到價格原因，早期的矢量控制器多采用定點DSP，而浮點數運算要經過軟件處理，因此增加了軟件的復雜性。隨著浮點DSP性價比的提高，更多的矢量控制器將采用浮點DSP。而要完成電機的高性能控制，PWM調制必須進行優化設計。在這種情況下，一個DSP很難完成矢量控制器和優化的PWM調制兩項工作，需要雙機協同工作才能完成高性能的矢量控制系統。本文基于TI公司的浮點DSP芯片TMS320VC33和TMS320F240設計了雙微機結構的矢量控制系統。TMS320VC33主要完成矢量控制計算，發揮它浮點數運算快的特點，而TMS320F240用硬件實現PWM調制功能。本文給出一全數字化的雙DSP矢量控制系統，并在1．5kW籠型異步電機上進行了實驗，取得了良好效果。
