电动机矢量控制与直接转矩控制的比较
矢量控制与直接转矩控制技术区别修订稿
矢量控制与直接转矩控制技术区别WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-矢量控制与直接转矩控制技术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。
具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。
矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
这样就可以将一台三相异步电机（同步电机是指转子定子同时通电，异步机就是电机的转子转动速度与定子所产生的旋转磁场的旋转速度不一样,有转差值，顾名思义,同步机则不存在转差）等效为直流电机来控制，因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。
基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U / f ＝恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对通用变频器的输出频率f进行控制的。
基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是，可以消除动态过程中转矩电流的波动，从而提高了通用变频器的动态性能。
早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。
无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。
实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置，要在异步电动机内安装磁通检测装置是很困难的，但人们发现，即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置，也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量，并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。
它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数，按照转矩计算公式分别对作为基本控制量的励磁电流（或者磁通）和转矩电流进行检测，并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流（或者磁通）和转矩电流的指令值和检测值达到一致，并输出转矩，从而实现矢量控制。
矢量控制(VC)和直接转矩控制(DTC)区别
摘要：本文对目前交流电机变频调速控制系统流行的矢量控制（VC）和直接转矩控制（DTC）的发展历史与现状，并对两者转矩响应，稳态特性，及无速度传感器控制进行了比较与探讨。
关键词：矢量控制，直接转矩控制，转矩响应，稳态特性，无速度传感器控制1．前言转载于自1971年德国西门子公司F.Blaschke发明了基于交流电机坐标交换的交流电机矢量控制（以下简称VC）原理以来，交流电机矢量控制得到了广泛地应用。
经过30年的产品开发和工程实践，矢量控制原理日趋完善，大大小小的交流电机变频调速控制系统大多采用矢量控制，使交流电机调速达到并超过传统的直流电机调速性能。
1985年德国鲁尔大学M.Depenbrock教授提出了不同于坐标变换矢量控制的另外一种交流电机调速控制原理——直接转矩控制（以下简称DTC），鲁尔大学的教授曾多次在国际学术会议并到中国来介绍DTC技术，引起了学术界极大的兴趣和关注。
DTC原理具有不同于VC 的鲜明特点：·不需要旋转坐标变换，有静止坐标系上控制转矩和磁链·采用砰-砰控制·DTC与脉宽调制PWM技术并用·转矩响应快·应用于GTO电压型变频器的机车牵引传动DTC的出现引起交流电机控制理论的研究热潮，国内不少高校对DTC技术及系统进行深入研究，不少文章提出一些有益的改进方法，对DTC理论与实践作出贡献。
但应该指出，DTC 引入中国的初期，人们的视角多集中在DTC的不用旋转变换和砰-砰控制上。
随着计算机技术的飞速发展，VC的旋转坐标变换的技术实现已不成为问题，而由于DTC技术应用实例局限于GTO电压型变频器的机车牵引传动，使得国内学术界和变频器制造商没有条件对实用的DTC技术以及DTC变频器的静态和动态特性进行深入研究。
1995年瑞士ABB公司第一次将DTC技术应用到通用变频器上，推出采用DTC技术的IGBT 脉宽调制变频器ACS600，随后又将DTC技术应用于IGCT三电平高压变频器ACS1000，近期推出的用于大型轧钢，船舶推进的IGCT变频器ACS6000也采用了DTC直接转矩控制技术。
直接转矩控制与矢量控制的区别
直接转矩控制与矢量控制的区别简单地说，直接转矩控制与矢量控制的主要区别如下：1．控制特点矢量控制以转子磁通的空间矢量为定向（基准）。
为此，在控制过程中：(1)需要电动机的参数多，定向准确度受参数变化的影响较大：(2)要进行复杂的等效变换（直一交变换、2/3变换等），调节过程需要若干个开关周期才能完成，故响应时间较长，大于100ms。
而直接转矩控制以定子电压的空间矢量为定向（基准）。
为此，在控制过程中：(1)只需要电动机的定子电阻一个参数，既易于测量，定向准确度也高；(2)不必进行等效变换，故动态响应快，只需1~5m；(3)容易实现无速度传感器控制。
2．脉宽调制矢量控制采用正弦脉宽调制( SPWM)方式，故：(1)必须有SPWM发生器，结构复杂；(2)输出电流的谐波分量较小，冲击电流小；(3)载波频率是固定的，电磁噪声小。
直接转矩控制不采用正弦脉宽调制( SPWM)方式，而采用“砰-砰”控制（双位控制）方式，逆变电路的开关状态（是否有电压输出）取决于实测转矩信号TS*与给定转矩信号TG*之间进行比较的结果：TS*>TG*→逆变电路有电压输出；TS*<TG*→逆变电路无电压输出。
因此：(1)不需要PWM发生器，故结构简单，且转矩响应快；(2)输出电流的谐波分量较大，冲击电流也较大，逆变器输出端常常需要接入输出滤波器或输出电抗器，但这又将导致输出电压偏低；(3)逆变电路的开关频率不固定，电动机的电磁噪声较大。
根据清华大学反复实验以及用户使用后的反馈信息来看，直接转矩控制和矢量控制是各有优缺点的。
除了上面所述的比较外，一般说来，直接转矩控制在高频运行和低频运行时的实际性能都不如矢量控制。
目前，两种控制方式正在互相渗透。
例如，有的变频器在矢量控制方式中加入转矩控制功能；而采用直接转矩控制方式的变频器在低频段也正在借助矢量控制的方法来改善其低频运行特性。
矢量控制与直接转矩控制的区别
矢量控制与直接转矩控制技术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。
具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。
矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
这样就可以将一台三相异步电机（同步电机是指转子定子同时通电，异步机就是电机的转子转动速度与定子所产生的旋转磁场的旋转速度不一样,有转差值，顾名思义,同步机则不存在转差）等效为直流电机来控制，因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。
基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U / f ＝恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对通用变频器的输出频率f进行控制的。
基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是，可以消除动态过程中转矩电流的波动，从而提高了通用变频器的动态性能。
早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。
无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。
实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置，要在异步电动机内安装磁通检测装置是很困难的，但人们发现，即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置，也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量，并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。
它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数，按照转矩计算公式分别对作为基本控制量的励磁电流（或者磁通）和转矩电流进行检测，并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流（或者磁通）和转矩电流的指令值和检测值达到一致，并输出转矩，从而实现矢量控制。
异步电动机矢量控制_FOC_和直接转矩控制_DTC_方案的比较
异步电动机矢量控制_FOC_和直接转矩控制_DTC_方案的比较首先，我们来看看FOC方案。
FOC方案是基于电机矢量控制理论而发展起来的一种控制方法，在控制异步电动机时，可以通过精确测量和控制转子磁链矢量的方向和大小，来实现精确控制电机的转矩和转速。
其核心思想是将电动机的三相定子电流进行矢量拆分，分为一个磁场矢量和一个转矩矢量，从而实现转子磁链方向和大小的控制。
FOC方案的优点是控制精度高，响应速度快。
由于可以实时测量和控制电机的磁链矢量，FOC方案可以精确控制电机的转矩和转速。
此外，由于转子磁链矢量可以根据需要即时调整，FOC方案可以快速响应转矩和速度的变化，从而适用于需要快速响应和精确控制的应用。
然而，FOC方案也存在一些缺点。
首先，FOC方案的实现较为复杂，需要进行电流和电压的矢量控制，以及相应的转子定位和速度估算算法。
这些复杂的控制算法在实践中需要较高的计算能力和较多的计算资源，因此实现起来较为困难。
其次，FOC方案对于电机参数和系统模型的准确性要求较高。
由于FOC方案需要测量和控制转子磁链矢量，因此对电机参数和系统模型的准确性要求较高，如果参数不准确，将导致控制性能下降。
接下来，我们来看看DTC方案。
DTC方案是一种基于直接转矩控制原理的控制方法，其核心思想是通过采用转矩和磁链两个控制变量直接控制电机的转矩和速度。
DTC方案通过测量和计算磁链和转矩的误差，根据预定的控制规则直接调节电机的电压和频率，以实现对电机转矩和速度的控制。
DTC方案的优点是实现简单，控制快速。
DTC方案不需要进行电流和电压的矢量控制，只需要测量和控制磁链和转矩的误差，因此实现起来相对简单。
此外，DTC方案由于直接控制电机的电压和频率，可以快速响应转矩和速度的变化，适用于需要快速相应和简单控制的应用。
然而，DTC方案也存在一些缺点。
首先，DTC方案的动态性能较差。
由于DTC方案是基于磁链和转矩误差进行控制的，其控制性能受到不可避免的误差和延迟的影响，因此其动态性能较差，不能达到FOC方案的精确度和响应速度。
矢量控制与直接转矩控制的比较
矢量控制与直接转矩控制的比较矢量控制与直接转矩控制的比较矢量控制是交流电机最为完美的控制方案；直接转矩控制是一种粗况的控制方案。
1971年，F Blaschke比较系统地提出了矢量控制理论。
矢量控制是通过坐标变换和矢量旋转，将交流电机完全等效为直流电机，然后应用成熟的直流电机控制方案，控制交流电机。
因此从控制方案上讲，应用矢量控制的交流调速系统和直流调速系统具有同样的控制性能。
又由于交流电机没有换向器，而且转子结构的特殊性，使得交流调速系统的最终控制性能要优于直流调速系统。
矢量控制系统的原理框图如下，矢量控制理论的提出，被认为是交流电机控制理论发展过程中的里程碑。
同其他理论一样，矢量控制理论从提出到在实践中获得成功应用，也经历了坎坷的过程。
1．在当时的情况下，矢量控制的计算量相对较大，各个子单元的计算速度能否满足控制系统整体要求，2．磁场定向的准确性，受电机参数时变的影响较大。
因此，在应用的初期，实际效果差强人意。
人们在理论的先进性，和实际的应用效果之间做了一定的取舍。
在此背景下，于1977年，A.B.P iunkett在IEEE 杂志上首先提出了直接转矩的控制思想，1985年，由德国鲁尔大学的Depenbrock教授首次取得了实际应用。
直接转矩控制德语称之为Direkte Selb-Stragelung, 英语称之为Direct Self-Control。
由于它控制的是转矩，因此后来也经常称之为Direct Torque Control。
直接转矩控制的思想源于矢量控制，其原理框图如下，P214 图6-62由于直接转矩控制是在两相静止坐标系内，省去了矢量控制中的旋转变换，因而使计算量减少，从而提高了系统整体的运行速度。
这在90年代初，鉴于当时的集成芯片的水平，这样的减少还是很有必要的。
另外，由于直接转矩控制采用定子磁场控制，避免了转子电阻时变的影响，因此在一定程度上减弱了电机参数时变对系统的影响。
矢量控制与直接转矩控制之我见
矢量控制与直接转矩控制之我见My Opinion on Vector Control and Direct Torque Control艾默生网络能源有限公司变频器开发部 刘宏鑫MDI R&D Department of Emerson Network Power Co.，LTD Liu Hong Xin 摘要：本文阐述采用矢量控制与直接转矩控制技术的变频器性能的优劣，提出了两种技术的发展方向。
关键词：矢量控制 直接转矩控制 变频器Abstract: The merits and demerits of inverter using VC and DTC are discussed in detail. The trend of VC and DTC is presented in this paper.Keywords:Vector Control Direct Torque Control Inverter一、矢量控制与直接转矩控制技术发展自从70年代初期西德Blaschke等人首先提出矢量控制（Vector Control，简称VC）理论，到80年代中期德国人M.depenbrock等人首先提出直接转矩控制理论（Direct Torque Control，简称DTC）以来，全世界各地的高校、科研机构、各大变频器公司投入巨大资金和精力来研究，高性能交流变频调速技术如雨后春笋般的涌现出来。
由于矢量控制与直接转矩控制技术均是基于异步电机的动态模型，而且均采用外环为速度环，内环为转矩和磁链控制，从而实现转速和磁链的近似解耦，获得了较好的动态性能[1]。
矢量控制的研究重点在于矢量控制环路的结构、无速度传感器速度辨识和电机参数的离线和在线辨识。
DTC的重点在于无速度传感器速度辨识、磁链和转矩自控制、脉冲优化选择器等方面。
两者的目的在于提高系统转矩控制动态响应、稳态速度精度（速度辨识的精度、转矩脉动大小、冷态热态情况下的自适应能力）、系统的鲁棒性。
永磁同步电机矢量控制与直接转矩控制比较研究
电机 直 接 转 矩 控 制 的控 制 特 性 。实 验 结 果 表 明矢 量 控 制 Ｓ Ｗ Ｍ 控 制下 电 流 波 形 平 滑 ， 变 器 开 关 频 率 恒 定 ， Ｐ 逆 但 需 要 直 流 母 线 电压 信 息 以及 ３ Ｐ 调 节 器实 现 ， 环 电 流 控 制 实 现 电流 脉 动 较 大 ， 关 频 率 不 恒 定 ， 无 个 Ｉ 滞 开 但
（ ｃ ｏ ｌ ｆ Ａｕｏ ｔ ｎ， ｒｈ ｓ Ｐｏ ｙ ｅｈ ｉａ ｉｅｓｔ Ｘｉａ １ ０ ２， ｈ ａ ｘ ，Ｃｈ ｎ Ｓ ｈ ｏ ｔｍａ ｉ Ｎｏ ｔｗｅｔ ｌ ｔｃ ｎｃ ｌＵｎ ｖ ｒｉ ｏ ｏ ｙ， ’ ｎ ７ ０ ７ Ｓ ａ ｎ ｉ ｉａ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｒ ｓｒ ｃ ： ｅ ｖ ｃ ｏｒｃ ｎｔｏｌ（ＶＣ ） ｗ ｈｉｈ ｗ ｉｈ ｈｅ ＳＰＷ Ｍ ｏｌａ ｍ ｅ ｈ ｃ ｔ ｔ ｖ ｔｇｅ ｔ ｏｄ ｏｒ ｈｙｓｅ ｅ ｉ ｕｒ ｅ ｔ ｍ ｅ ｈｏ ｔ ｒ ｓｓ ｃ ｒ ｎ ｔ ｄ ａ ｄ ｔ ｉｅ ｔ ｏｒ ｅ ｏ ｒ （ＤＴＣ ） ａ ｅ ｎ ｈｅ ｄ ｒ ｃ ｔ ｑｕ ｃ ｎｔｏｌ ｒ ｗｉ ｅ ｙ ｓ ｄ Ｏ ｏ ｒ ｌ ｈｅ ｄ ｌ ｕ ｅ ｔ ｃ ｎｔ ｏ ｔ ｐｅ ｍ ａ ｎ ｍ ａ ｎｅ ｓ ｎｃ ｏｎ ｒ ｎｅ ｔ ｇ ｔ ｙ ｈｒ ｏｕｓ ｏｔ ｒ ｍ ｏ
矢量控制与直接转矩控制技术区别
矢量控制与直接转矩控制技术区别文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-矢量控制与直接转矩控制技术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。
具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。
矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
这样就可以将一台三相异步电机（同步电机是指转子定子同时通电，异步机就是电机的转子转动速度与定子所产生的旋转磁场的旋转速度不一样,有转差值，顾名思义,同步机则不存在转差）等效为直流电机来控制，因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。
基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U / f ＝恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对通用变频器的输出频率f进行控制的。
基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是，可以消除动态过程中转矩电流的波动，从而提高了通用变频器的动态性能。
早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。
无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。
实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置，要在异步电动机内安装磁通检测装置是很困难的，但人们发现，即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置，也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量，并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。
它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数，按照转矩计算公式分别对作为基本控制量的励磁电流（或者磁通）和转矩电流进行检测，并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流（或者磁通）和转矩电流的指令值和检测值达到一致，并输出转矩，从而实现矢量控制。
感应电机矢量控制与直接转矩控制系统的低速性能对比
感应电机矢量控制与直接转矩控制系统的低速性能对比1引言1971年德国学者Blastchke等人首先提出了矢量变换控制的基本思想。
1985年德国学者Depenbrock又提出了直接转矩控制思想[1]。
这两种控制方法都可以使感应电机获得优良的控制特性。
也使得感应电机应用于各种高性能传动系统中成为现实。
近年来，随着电力电子技术及微电子技术的发展。
特别是IGBT、MOSFET等全控型功率开关器件及IPM智能功率模块的出现，以及可用于电机控制的DSP等高性能微处理器的出现，为感应电机的各种高性能控制算法的数字化实现奠定的坚实的基础。
矢量控制需要的电机参数多，定向准确度受参数变化的影响大，而直接转矩控制系统需要的电机参数少，参数鲁棒性更好转矩响应更快[2]。
近年来，对矢量控制的研究主要集中在参数鲁棒性和无速度传感器的低速性能研究[4,5]，而直接转矩控制多集中在恒频控制和低速性能的改进上[5-6]。
对两种控制系统的比较分析较少，而且缺乏对超低速性能的分析研究，因此本文基于Matlab6.5/simulink建立了矢量控制系统和直接转矩控制系统的仿真模型。
研究了转子电阻和定子电阻对矢量控制和直接转矩控制系统低速性能影响并进行了对比分析。
2感应电机矢量控制原理分析基于转子磁场定向的感应电机矢量控制的基本思想是将定子电流作为控制变量，通过磁场定向和矢量变换实现定子电流转矩分量和励磁分量的解耦控制。
通过对励磁分量和转矩分量的单独控制，模拟他励直流电机的控制思想。
在基于转子磁场定向的M-T坐标系下的电压方程形式为(1)电磁转矩方程(2)要实现转子磁场定向的矢量控制系统，关键是获得转子磁链信号。
转子磁链估算分为电压模型和电流模型。
本系统采用转子磁链电流模型。
根据方程(1)可得描述磁链与电流关系的磁链方程为(3)(4)三相定子电流经过三相静止坐标系到两相静止坐标系的坐标变换得到α-β轴电流分量。
在经过两相静止坐标系到两相旋转坐标系的旋转坐标变换得到基于转子磁场定向的M-T轴电流分量。
异步电动机矢量控制_FOC_和直接转矩控制_DTC_方案的比较(粗读)
图１
基本 ＤＦＯＣ 原理图
异步电动…………………………… （８） dt Lr （９） ϕr = (ϕ s − σLS i s ) ………………………… M 转子磁通估计器已经被认为是理想的，在低速时
变流技术与电力牵引
２／２００４
异步电动机矢量控制（Ｆ Ｏ Ｃ ）和直接转矩控制（Ｄ Ｔ Ｃ ）方案的比较
１ ３
由电机参数变化而产生的影响超出了本文的主要研究 目的。 电流控制器在转子磁链坐标系下用带反电势补偿 的 ＰＩ 调节器来实现。
转矩脉动。这种现象主要是由于在电压空间矢量选择 算法中缺少转矩和转子速度值的信息。 表 １ 基本开关表
直接转矩控制的本质就是基于电机转矩和磁通的参考值与观测值之间的误差通过直接控制逆变器的开关状态以使转矩和磁通误差限制在预定的容差范与磁场定向控制foc不同直接转矩控制不需要任何电流调节器坐标变换和pwm信号发生器如不需要结果定时器
变流技术与电力牵引
２／２００４
１ １
设计・研究
异步电动机矢量控制（ＦＯＣ）和 直接转矩控制（ＤＴＣ）方案的比较
１
引言
种技术之间的区别和它们的优、缺点。 直接转矩控制的本质就是基于电机转矩和磁通的 参考值与观测值之间的误差，通过直接控制逆变器的 开关状态，以使转矩和磁通误差限制在预定的容差范 围内。 与磁场定向控制（ＦＯＣ）不同，直接转矩控制不需 要任何电流调节器、坐标变换和 ＰＷＭ 信号发生器（如 不需要结果定时器） 。尽管 ＤＴＣ 结构简单，但它能获得 优良的动、静态转矩控制性能。问题是相对于 ＦＯＣ 如 何令人满意地定量分析 ＤＴＣ 的转矩控制性能。 另外，相对于 ＦＯＣ，直接转矩控制对参数变化具 有较强的不敏感性。 然而，众所周知，直接转矩控制具有如下缺点： （１）极低速下难于控制转矩和磁通； （２）电流和转矩脉动大； （３）开关频率变化的特性； （４）低速下噪声大； （５）缺乏对电流的直接控制。 因此，根据笔者的经验，给出了这两种技术（ＦＯＣ
矢量控制与直接转矩控制的区别及优略
矢量控制与直接转矩控制的区别及优略矢量控制与直接转矩控制技术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。
具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。
矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U / f ＝恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对通用变频器的输出频率f进行控制的。
基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是，可以消除动态过程中转矩电流的波动，从而提高了通用变频器的动态性能。
早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。
无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。
实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置，要在异步电动机内安装磁通检测装置是很困难的，但人们发现，即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置，也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量，并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。
它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数，按照转矩计算公式分别对作为基本控制量的励磁电流（或者磁通）和转矩电流进行检测，并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流（或者磁通）和转矩电流的指令值和检测值达到一致，并输出转矩，从而实现矢量控制。
采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩。
由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数，有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器，并需使用厂商指定的变频器专用电动机进行控制，否则难以达到理想的控制效果。
矢量控制与直接转矩控制的区别
矢量控制与直接转矩控制技术矢量控制实现的基本原理就是通过测量与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与转矩电流进行控制,从而达到控制异步电动机转矩的目的。
具体就是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 与产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值与相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制方式称为矢量控制方式。
矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式与有速度传感器的矢量控制方式等。
这样就可以将一台三相异步电机(同步电机就是指转子定子同时通电,异步机就就是电机的转子转动速度与定子所产生的旋转磁场的旋转速度不一样,有转差值,顾名思义,同步机则不存在转差)等效为直流电机来控制,因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。
基于转差频率控制的矢量控制方式同样就是在进行U / f ＝恒定控制的基础上,通过检测异步电动机的实际速度n,并得到对应的控制频率f,然后根据希望得到的转矩,分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位,对通用变频器的输出频率f进行控制的。
基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点就是,可以消除动态过程中转矩电流的波动,从而提高了通用变频器的动态性能。
早期的矢量控制通用变频器基本上都就是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。
无速度传感器的矢量控制方式就是基于磁场定向控制理论发展而来的。
实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置,要在异步电动机内安装磁通检测装置就是很困难的,但人们发现,即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置,也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量,并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。
它的基本控制思想就是根据输入的电动机的铭牌参数,按照转矩计算公式分别对作为基本控制量的励磁电流(或者磁通)与转矩电流进行检测,并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流(或者磁通)与转矩电流的指令值与检测值达到一致,并输出转矩,从而实现矢量控制。
矢量控制与直接转矩控制的比较说明
由于DTC砰-砰控制使其输出电压有较大的du/dt，故DTC变频器输出都加装滤波器，以减 少du/dt对电机绝缘的影响，而滤波器增加了线路电感，在减少了du/dt同时，也降低了转 矩响应。
技术规范
四、容易混淆的概念：直接转矩控制技术和转矩控制功能
直接转矩控制DTC 和矢量控制是变频器的两种不同的算法。在Schneider 变频器中，ATV71 有转矩控制功能。它是矢量控制算法中的一个控制功能 而已，即ATV71 变频器不仅可以控制电机的转速，也可以通过电机转矩设 定值来控制电机的转矩。请不要与DTC 直接转矩控制算法相混淆。同时， 在某些产品的市场宣传中，把DTC变频器无速度传感器控制，在零速时满 负荷输出作为DTC技术的专有特点，显然是不对的。
这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电 动机的参数进行辨识，并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而对 普通的异步电动机进行有效的矢量控制。
矢量控制算法已被广泛地应用在Schneider ,siemens ，AB，GE，Fuji 等国际 化大公司变频器上
二. 直接转矩控制简介：
DTC与VC采用同样的交流电机数学模型，无速度传感器控制不是DTC发明 专利中的内容。
在80 年代中期，德国学者Depenbrock 教授于1985 年提出直接转矩控制，其思路是 把电机和逆
变器看成一个整体，采用空间电压矢量分析方法在定子坐标系进行磁通、转矩计算， 通过跟踪型
矢量控制与直接转矩控制的区别
矢量控制与直接转矩控制技术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。
具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流) 和产生转矩的电流分量(转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。
矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
这样就可以将一台三相异步电机（同步电机是指转子定子同时通电，异步机就是电机的转子转动速度与定子所产生的旋转磁场的旋转速度不一样,有转差值，顾名思义,同步机则不存在转差）等效为直流电机来控制，因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。
基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U / f ＝恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对通用变频器的输出频率f进行控制的。
基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是，可以消除动态过程中转矩电流的波动，从而提高了通用变频器的动态性能。
早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。
无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。
实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置，要在异步电动机内安装磁通检测装置是很困难的，但人们发现，即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置，也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量，并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。
它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数，按照转矩计算公式分别对作为基本控制量的励磁电流（或者磁通）和转矩电流进行检测，并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流（或者磁通）和转矩电流的指令值和检测值达到一致，并输出转矩，从而实现矢量控制。
变频器直接转矩控制与矢量控制有何不同
变频器直接转矩控制与矢量控制有何不同？
1、矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位，对电动机在励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。
目前在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。
基于转差频率的矢量控制方式属于闭环控制方式，需要在电动机上安装速度传感器，因此，应用范围受到限制。
无速度传感器矢量控制是通过坐标变换处理分别对励磁电流和转矩电流进行控制，然后通过控制电动机定子绕组上的电压、电流辨识转速以达到控制励磁电流和转矩电流的目的。
这种控制方式调速范围宽，启动转矩大，工作可靠，操作方便，但计算比较复杂。
2、直接转矩控制是利用空间矢量坐标的概念，在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩，通过检测定子电阻来达到观测定子磁链的目的，因此省去了矢量控制等复杂的变换计算，系统直观、简洁，计算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。
即使在开环的状态下，也能输出100%的额定转矩，对于多拖动具有负荷平衡功能。
矢量控制与直接转矩控制的区别
矢量控制与直接转矩控制技术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。
具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。
矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
这样就可以将一台三相异步电机（同步电机是指转子定子同时通电，异步机就是电机的转子转动速度与定子所产生的旋转磁场的旋转速度不一样,有转差值，顾名思义,同步机则不存在转差）等效为直流电机来控制，因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。
基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U / f ＝恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对通用变频器的输出频率f进行控制的。
基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是，可以消除动态过程中转矩电流的波动，从而提高了通用变频器的动态性能。
早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。
无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。
实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置，要在异步电动机内安装磁通检测装置是很困难的，但人们发现，即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置，也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量，并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。
它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数，按照转矩计算公式分别对作为基本控制量的励磁电流（或者磁通）和转矩电流进行检测，并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流（或者磁通）和转矩电流的指令值和检测值达到一致，并输出转矩，从而实现矢量控制。
变频器直接转矩控制方式与矢量控制方式对比
与矢量控制方式比较，直接转矩控制磁场定向所用的是定子磁链，它采用离散的电压状态和六边形磁链轨迹或近似圆形磁链轨迹的概念。
只要知道定子电阻就可以把它观测出来。
而矢量控制磁场定向所用的是转子磁链，观测转子磁链需要知道电动机转子电阻和电感。
因此直接转矩控制大大减少了矢量控制技术中控制性能易受参数变化影响的问题。
直接转矩控制强调的是转矩的直接控制与效果。
与矢量控制方法不同，它不是通过控制电流、磁链等量来间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量，对转矩的直接控制或直接控制转矩，既直接又简化。
直接转矩控制对交流传动来说是一个优秀的电动机控制方法，它可以对所有交流电动机的核心变量进行直接控制。
它开发出交流传动前所未有的能力并给所有的应用提供了益处。
在dtc中，定子磁通和转矩被作为主要的控制变量。
高速数字信号处理器与先进的电动机软件模型相结合使电动机的状态每秒钟被更新40，000次。
由于电动机状态以及实际值和给定值的比较值被不断地更新，逆变器的每一次开关状态都是单独确定的。
这意味着传动可以产生最佳的开关组合并对负载扰动和瞬时掉电等动态变化做出快速响应。
在dtc中不需要对电压，频率分别控制的pwm调制器。
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两相不对称电机矢量控制和直接转矩控制的比较
4 定子磁场定向的直接转矩控制
直接转矩控制与矢量控制不同，它不是通过 控制电流、 磁链等量来间接控制转矩， 而是把转矩 直接作为被控量来控制。直接转矩控制是用空间 矢量的分析方法，直接在定子坐标系下计算与控 制交流电机转矩，控制的基本原理就是通过对电 机定子磁链和转矩的输出值与给定值之差的控制 来控制电机的运行,其最初的具体实现方法就是用 两个滞环比较器对转矩和定子磁链的测量值与给 定值进行比较,由滞环比较器的输出确定应输出的 电压矢量,进而控制电机的定子磁链和转矩在期望 的范围内。 传统直接转矩控制具有结构简单、 动态响应快 和容易实现等特点。但是也存在着低速转矩和电流 开关频率不固定等问题,这是由滞环比较 脉动较大、 器与离散的开关矢量表所造成的。为了改善传统直 接转矩控制的性能, 已经有很多文献对传统直接转 矩控制进行了研究与改进分析。本文采用 SVPWM 直接转矩控制方法［3］ ， 其系统框图如图 2 所示。
直接转矩操控体系与矢量操控体系的比照
直接转矩操控体系与矢量操控体系的比
照
DTC体系和VC体系都是已获实习运用的高功用沟通调速体系。
两者都选用转矩（转速）和磁链别离操控，这是契合异步电动机动态数学模型的需求的。
但两者在操控功用上却各有千秋。
矢量操控体系特征VC体系偏重Te与Ψr的解耦，有利于别离计划转速与磁链调度器；施行接连操控，可取得较宽的调速计划；但按Ψr定向受电动机转子参数改动的影响，降低了体系的鲁棒性。
DTC体系特征DTC体系则施行Te与Ψs砰-砰操控，避开了旋转坐标改换，简化了操控构造；控拟定子磁链而不是转子磁链，不受转子参数改动的影响；但不行防止地发作转矩脉动，低速功用较差，调速计划遭到绑缚。
表1列出了两种体系的特征与功用的比照。
功用与特征直接转矩操控体系矢量操控体系磁链操控定子磁链转子磁链转矩操控砰-砰操控，有转矩脉动接连操控，比照滑润坐标改换接连坐标改换，较简略旋转坐标改换，较杂乱转子参数改动影响无[注]有调速计划不行宽比照宽表1直接转矩操控体系和矢量操控体系特征与功用比照
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电动机矢量控制与直接转矩控制的比较
矢量控制是交流电机最为完美的控制方案；直接转矩控制是一种粗况的控制方案。
1971年，F Blaschke比较系统地提出了矢量控制理论。
矢量控制是通过坐标变换和矢量旋转，将交流电机完全等效为直流电机，然后应用成熟的直流电机控制方案，控制交流电机。
因此从控制方案上讲，应用矢量控制的交流调速系统和直流调速系统具有同样的控制性能。
又由于交流电机没有换向器，而且转子结构的特殊性，使得交流调速系统的最终控制性能要优于直流调速系统。
矢量控制系统的原理框图如下，
矢量控制理论的提出，被认为是交流电机控制理论发展过程中的里程碑。
同其他理论一样，矢量控制理论从提出到在实践中获得成功应用，也经历了坎坷的过程。
1．在当时的情况下，矢量控制的计算量相对较大，各个子单元的计算速度能否满足控制系统整体要求，
2．磁场定向的准确性，受电机参数时变的影响较大。
因此，在应用的初期，实际效果差强人意。
人们在理论的先进性，和实际的应用效果之间做了一定的取舍。
在此背景下，于1977年，A.B.P iunkett在IEEE 杂志上首先提出了直接转矩的控制思想，1985年，由德国鲁尔大学的Depenbrock教授首次取得了实际应用。
直接转矩控制德语称之为Direkte Selb-Stragelung, 英语称之为Direct Self-Control。
由于它控制的是转矩，因此后来也经常称之为Direct Torque Control。
直接转矩控制的思想源于矢量控制，其原理框图如下，
P214 图6-62
由于直接转矩控制是在两相静止坐标系内，省去了矢量控制中的旋转变换，因而使计算量减少，从而提高了系统整体的运行速度。
这在90年代初，鉴于当时的集成芯片的水平，这样的减少还是很有必要的。
另外，由于直接转矩控制采用定子磁场控制，避免了转子电阻时变的影响，因此在一定程度上减弱了电机参数时变对系统的影响。
直接转矩控制在克服了矢量控制弊端的同时，这种粗况式控制方式也暴露出固有的缺陷。
1．控制器采用Bang-Bang控制，实际转矩必然在上下限内脉动；
2．调速范围受限。
低速时，转矩脉动会增加，而且定子磁链观测值会不准。
另外，电机参数的时变对直接转矩控制也有影响。
直接转矩控制控制器采用Bang-Bang控制，实际转矩必然有脉动，所以转矩脉动是直接转矩控制的一项重要指标。
而矢量控制控制器是连续控制，理论上转矩没有脉动，所以通常也就没有转矩脉动这一指标。
随着计算机集成芯片的发展，计算速度和计算量现在已经不在是问题。
参数辨识、自适应理论和人工神经网络等先进的控制理论应用到矢量控制系统当中，较好地解决了电机参数变化的影响。
不同的大的传动公司有各自不同的方法。
MTIG。