電動汽車矢量控制變頻器

1. 什麼是變頻器矢量控制

矢量控制，
最簡單的說，就是將交流電機調速通過一系列等效變換，等效成直流電機的調速特性，就這么簡單，至於深入了解，那就得深入了解變頻器的數學模型，電機學等學科。
矢量控制原理是模仿直流電動機的控制原理，根據非同步電動機的動態數學模型，利用一系列坐標變換把定子電流矢量分解為勵磁分量和轉矩分量，對電機的轉矩電流分量和勵磁分量分別進行控制
在轉子磁場定向後實現磁場和轉矩的解耦，從而達到控制非同步電動機轉矩的目的，使非同步電機得到接近他勵直流電機的控制性能。
具體做法是將非同步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和產生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以控制，並同時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。

2. 矢量控制是變頻器的一種什麼控制方式

具體是將非同步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量 (勵磁電流) 和產生轉矩的電流分量 (轉矩電流) 分別加以控制，並同時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。簡單的說，矢量控制就是將磁鏈與轉矩解耦，有利於分別設計兩者的調節器，以實現對交流電機的高性能調速。矢量控制方式又有基於轉差頻率控制的矢量控制方式、無速度感測器矢量控制方式和有速度感測器的矢量控制方式等。這樣就可以將一台三相非同步電機等效為直流電機來控制，因而獲得與直流調速系統同樣的靜、動態性能。
以上是網路資料，概括的比較不錯了。
矢量控制的概念最早是由西門子工程師在做畢業論文時研究發現的，目前國內變頻器已經普遍採用。較傳統的V/F控制更為先進，優勢也很明顯。
目前變頻器還有種控制叫作直接轉矩控制（DTC)，只有西門子和ABB在做，DTC控制方式更為先進。
哪塊不明白請單獨提出來說。

3. 電動汽車控制方式（電動汽車電驅動系統）是不是和變頻器一個原理呢

電動汽車兩個概念：樓上各位所說的是那些山寨電動汽車，用鉛酸電池、直流電機，控制上就是簡單的通斷。嚴格的說那不是汽車。
真正意義上的電動汽車現在主要使用兩種：永磁電機（豐田有使用）、交流非同步電機（使用最廣泛）。控制上都是矢量控制，說簡單了就跟變頻器差不多，但是控制上更復雜。

4. 開環控制和矢量控制有什麼區別(天車變頻器)

開環控制和矢量控制的區別：
1、開環控制沒有反饋環節，矢量控制有反饋環節。
2、開環控制的穩定性不高，響應時間相對來說很長，精確度不高，使用於對系統穩定性精確度要求不高的簡單的系統。矢量控制穩定性高，響應時間很短，精確度高，使用范圍廣泛。
3、開環控制沒有自動修正或補償的能力，矢量控制有自動修正或補償的能力。
開環控制系統是不將控制的結果反饋回來影響當前控制的系統。
矢量控制就是將磁鏈與轉矩解耦，有利於分別設計兩者的調節器以實現對交流電機的高性能調速。矢量控制方式又有基於轉差頻率控制的矢量控制方式、無位置感測器矢量控制方式和有位置感測器的矢量控制方式等。這樣就可以將一台三相非同步電機等效為直流電機來控制，因而獲得與直流調速系統同樣的靜、動態性能。採用矢量控制方式的通用變頻器不僅可在調速范圍上與直流電動機相匹配，而且可以控制非同步電動機產生的轉矩。由於矢量控制方式所依據的是准確的被控非同步電動機的參數，有的通用變頻器在使用時需要准確地輸入非同步電動機的參數，有的通用變頻器需要使用速度感測器和編碼器。鑒於電機參數有可能發生變化，會影響變頻器對電機的控制性能，並根據辨識結果調整控制演算法中的有關參數，從而對普通的非同步電動機進行有效的矢量控制。

5. 「變頻器控制」與「矢量控制」有什麼區別

變頻器控制方式
低壓通用變頻輸出電壓為380～650V，輸出功率為0.75～400kW，工作頻率為0～400Hz，它的主電路都採用交直交電路。其控制方式經歷了以下四代。
1 U/f=C的正弦脈寬調制（SPWM）控制方式
其特點是控制電路結構簡單、成本較低，機械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調速要求，已在產業的各個領域得到廣泛應用。但是，這種控制方式在低頻時，由於輸出電壓較低，轉矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出最大轉矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態轉矩能力和靜態調速性能都還不盡如人意，且系統性能不高、控制曲線會隨負載的變化而變化，轉矩響應慢、電機轉矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區效應的存在而性能下降，穩定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調速。
2 電壓空間矢量（SVPWM）控制方式
它是以三相波形整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉磁場軌跡為目的，一次生成三相調制波形，以內切多邊形逼近圓的方式進行控制的。經實踐使用後又有所改進，即引入頻率補償，能消除速度控制的誤差；通過反饋估算磁鏈幅值，消除低速時定子電阻的影響；將輸出電壓、電流閉環，以提高動態的精度和穩定度。但控制電路環節較多，且沒有引入轉矩的調節，所以系統性能沒有得到根本改善。
3 矢量控制（VC）方式
矢量控制變頻調速的做法是將非同步電動機在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉子磁場定向旋轉變換，等效成同步旋轉坐標系下的直流電流Im1、It1（Im1相當於直流電動機的勵磁電流；It1相當於與轉矩成正比的電樞電流），然後模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經過相應的坐標反變換，實現對非同步電動機的控制。其實質是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度，磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉子磁鏈，然後分解定子電流而獲得轉矩和磁場兩個分量，經坐標變換，實現正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。然而在實際應用中，由於轉子磁鏈難以准確觀測，系統特性受電動機參數的影響較大，且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉變換較復雜，使得實際的控制效果難以達到理想分析的結果

6. 矢量控制變頻調速 變頻器如何設定

矢量控制是通過矢量坐標電路控制電動機定子電流的大小和相位，以達到對電動機在d、q、0坐標軸系中的勵磁電流和轉矩電流分別進行控制，進而達到控制電動機轉矩的目的。

通過控制各矢量的作用順序和時間以及零矢量的作用時間，又可以形成各種PWM波，達到各種不同的控制目的。例如形成開關次數最少的PWM波以減少開關損耗。在變頻器中實際應用的矢量控制方式主要有基於轉差頻率控制的矢量控制方式和無速度感測器的矢量控制方式兩種。

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注意事項：

1、應用矢量控制的注意點：由於矢量控制必須根據電動機的參數進行一系列的演算，因此其使用范圍必將受到一些限制。

2、電動機的容量：電動機的容量應盡可能與變頻器說明書中標明的「配用電動機容量」相符，最多低一個檔次。

3、例如變頻器的配用電動機容量為45kW，電動機的下一檔容量為37kW。則該變頻器只能在配接45kW或37kW的電動機時，矢量控制功能是有效的。

7. 電動汽車牽引專用變頻器是干什麼用的

矢量變頻器（電機控制器）在電動汽車中是將直流動力源轉變為交流輸出驅動三相電機進而將電能轉變成機械能驅動汽車運行。它是整個電驅動系統的核心部分，因此它控制性能的好壞直接關繫到驅動電機能否可靠、高效的運行，會影響到整個車輛的動力性能和乘客的舒適感。
變頻器構建其控制系統的核心需求在於：
1、安全可靠的上電時序控制。
電機控制器上動力電要按照一定的時序控制，否則會造成控制器的損壞。當司機按電機控制器合閘按鈕，電機控制器接到整車控制器合閘命令後閉合預充電接觸器，使電池組通過預充電電阻緩慢的給電機控制器中電容組充電，當電機控制器檢測到直流母線電壓達到額定輸入電壓90％後，閉合電機控制器接觸器，同時切斷預充電接觸器，此時電機控制器主電完全接到電池組上，完成主電上電過程。
2、高性能控制演算法。
矢量控制演算法（磁場定向控制）是交流調速技術的一次飛躍，它通過對電機磁通的定向，實現了交流電機中的解耦控制，使電機磁通矢量的幅值和空間位置在動態和穩態時皆可控，從而使交流電動機調速的穩態、動態性能可與直流電機調速系統相媲美，甚至在某些情況下還超越後者。以此，此演算法應用於電動汽車領域，滿足了電動汽車在低速時具有較大轉矩，保證其具有良好的加速性能和爬坡能力；同時還滿足其較寬的調速范圍，以使電動汽車具有在平路上高速行駛的性能。
3、最優能量利用率。
能量的最優利用率是對電動汽車另一個基本要求，要求其控制系統能夠盡可能的利用能源，包括利用過熱及再生制動能量，使得有限能源得到充分利用。能力回饋能夠實現此功能。它包括車輛制動能力回饋與車輛滑行能力回饋兩種。在回饋狀態時，驅動電機按發電機運行，將車輛行駛動能轉化為電能，可以起到3個作用：輔助制動；回收能量給動力蓄電池充電，從而延長車輛續駛里程；在車輛有供熱需求時，可以直接利用這部分電能供熱取暖。
變頻器產品應用於電動汽車的主要優點在於：
1、可靠性：三重過流保護、三重過壓保護、三重驅動保護，保證電機控制器可靠穩定運行。
2、控制策略優越：電機控制器採用矢量控制技術，性能優越，可靠性高，適用於交流非同步或永磁同步電機；
3、大容量輸出能力：使得電機輸出端無需配備變速箱或減速器，大大的降低了故障點及機械傳動系統的雜訊，節省成本，控制模式簡單，可靠性更高，車輛運行平穩性好；
4、動力性能優良：加速性能好(15秒內0～50km/h),更有良好的經濟性能（0.9度/km @40km/h）；
5、故障診斷及處理：為提高整車的可靠性，電機控制系統必須有故障診斷功能，並能對故障進行保存，方便日後分析，另外通過診斷埠可以在線實施調試電機控制器、記錄各種運行曲線，方便優化整個控制系統；
6、高效制動能量回收：充分發揮純電動汽車動力系統結構優勢，提高能源的利用率，電機控制系統須具有制動能量回收功能。
7、簡易性：電機控制器質量可靠，且重量輕、易於布置、接線維護方便等特點，產業化前景非常好。

8. 矢量控制變頻調速的做法是什麼

矢量控制變頻調速的做法是將非同步電動機在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉子磁場定向旋轉變換，等效成同步旋轉坐標系下的直流電流Im1、It1（Im1相當於直流電動機的勵磁電流；It1相當於與轉矩成正比的電樞電流），然後模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經過相應的坐標反變換，實現對非同步電動機的控制。
其實質是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度，磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉子磁鏈，然後分解定子電流而獲得轉矩和磁場兩個分量，經坐標變換，實現正交或解耦控制。
綜合以上：矢量控制無非就四個知識：等效電路、磁鏈方程、轉矩方程、坐標變換（包括靜止和旋轉）。
矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。然而在實際應用中，由於轉子磁鏈難以准確觀測，系統特性受電動機參數的影響較大，且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉變換較復雜，使得實際的控制效果難以達到理想分析的結果。
採用矢量控制方式的通用變頻器不僅可在調速范圍上與直流電動機相匹配，而且可以控制非同步電動機產生的轉矩。由於矢量控制方式所依據的是准確的被控非同步電動機的參數，有的通用變頻器在使用時需要准確地輸入非同步電動機的參數，有的通用變頻器需要使用速度感測器和編碼器。鑒於電機參數有可能發生變化，會影響變頻器對電機的控制性能，並根據辨識結果調整控制演算法中的有關參數，從而對普通的非同步電動機進行有效的矢量控制。

9. 變頻器矢量控制與VF控制的區別

變頻器矢量控制與VF控制的區別如下：

1、對電機參數依賴

矢量控制對電機參數依賴較大。

VF對電機參數依賴不大。

2、操作層面

矢量控制一般把電流分解成轉矩電流和勵磁電流，這里轉矩電流和勵磁電流的比例就是由轉子位置角度（也就是定子電壓相位）決定的，這時轉矩電流和勵磁電流共同產生的轉矩是最佳。

VF控制則沒有這個操作。

3、性能

矢量控制可以得到更好的性能，低頻轉矩大，動態響應好。但應用比較不方便，如果參數不合適可能還不能穩定運行，使用范圍受到一些限制。

VF控制增加了轉矩提升、死區補償、滑差補償的高性能，能滿足大部分要求。

4、適用性

矢量控制的主要問題是適用性不如VF強，VF基本上什麼非同步電機都能上。

但是矢量控制在專用電機能達到的最高水平讓VF望塵莫及。