無刷電機矢量控制與弦波式控制方式存在著本質的問題，就是它對無刷電機電流的控制是一個變量的控制。當無刷電機速度不斷提高，P-I控制器達到極限帶寬時，這種控制方式就會失去它的效用。矢量控制就可以解決這個問題，它是通過直接控制對應于轉子磁場平行和垂直方向的矢量電流分量來實現對定子線圈電流進行的精確控制。理論上看，矢量電流可分解成平行和垂直于轉子磁場的兩個電流分量。因為在這兩個方向上的電流是靜態的，所以P-I控制器對電流的控制就可以是直流的，而不是弦波信號。所以控制器輸出的線圈電流和電壓就是一個常量，不是原先的隨時間不斷變化的變量，這也就消除了控制器在頻率響應和相位漂移上的限制。如果用矢量控制方式來控制無刷電機，電流控制的質量與電機轉速沒有任何關系。

在矢量控制的情況下，我們主要控制對應于轉子磁場平行和垂直方向上的無刷電機電流和電壓。這就表明我們所測得的無刷電機電流必須經過PI控制器進行數學計算，然后將其從定子的三相靜態結構轉化成轉子d-q的動態結構（平行和垂直于轉子磁場方向）。同樣的，無刷電機端的控制電壓也需要經過數學計算將其由轉子的d-q結構轉化為定子的三相靜態結構，然后再輸入到PWM部分進行調制。這些轉化就要求我們具備高速的數學處理能力，DSP和高性能的處理器就會被采用并成為矢量控制的核心。

雖然這種結構的轉換至需要一步計算就可以完成，但我們用兩個步驟來描述會比較方便。電機電流首先從定子的物理120度相位差的三相結構轉變成穩定的動態的直角正交的d-q結構，然后再由這種定子的動態結構轉化為轉子的三相靜態結構。為了確保得到有效的結果，這些計算必須在P-I控制器的一個采樣周期內完成。上述的這種轉換與P-I控制器所需的電壓信號從d-q結構轉換成定子線圈的三相結構的操作正好相反。

一旦無刷電機電流被轉化成d-q結構，控制將變得非常簡單。我們需要兩路P-I控制器；一個控制平行與轉子磁場的電流，一個控制垂直向電流。因為平行向電流的控制信號為零，所以這就使無刷電機平行向的電流分量也變成零，這也就驅使無刷電機的電流矢量全部轉化為垂直向的電流。由于只有垂直向電流才能產生有效的力矩，這樣無刷電機的效率被最大化。另一路P-I控制器主要用來控制垂直向的電流，以獲得與輸入信號相符的需求力矩。這也就使垂直向電流按照要求被控制以獲得所需的力矩。

兩路P-I控制器的輸出信號表征了對應于轉子的電壓矢量。對應于無刷電機電流信號的轉換，這些靜態的電壓矢量也經過一系列的參考坐標的轉換，得到輸出橋路需要的電壓控制信號。他們首先由轉子動態的d-q參考結構轉換成定子的靜態x-y結構。接著，電壓信號又被由這種直角坐標結構轉換成相互間隔120度的物理結構，然后輸入到無刷電機的U，V和W的三相線圈中。這三路電壓信號在輸入到無刷電機線圈前需要經過PWM的調制。

將無刷電機線圈中時變的電流和電壓的弦波信號轉換成d-q結構的直流信號的工作就是參考坐標的轉換。

弦波式換相和矢量控制間的本質區別就是一系列的坐標轉換和對電流控制的處理。在弦波式換相方式中，我們需要先進行換相，然后通過P-I控制得到所需的弦波式電流。因此對系統的P-I控制主要處理的是時變的無刷電機電流和電壓的弦波信號，無刷電機的性能就會受到控制器帶寬和相位漂移的限制。而在矢量控制中，電流信號先經過P-I控制，再經過高速的換相處理。因此，P-I控制器不需要對時變的電流和電壓信號進行處理；系統也不會受到P-I控制器帶寬和相位漂移的影響。

因此，為什么說矢量控制的方式更優越？

矢量信號能夠讓電機在低速的運轉和高速一樣的平滑。弦波式換相能讓電機在低速下運轉平穩，但在高速運轉下效率卻大大降低。而梯形波式換相在無刷電機高速運轉下工作比較正常，但在電機低速運轉下，會產生力矩的波動。因此，適量控制是對無刷電機的最佳控制方式。

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