伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器操控的U/V/W三相电构成电磁场，转子在此磁场的效果下滚动，一起电机自带的编码器反应信号给驱动器，驱动器依据反应值与目标值进行比较，调整转子滚动的视点。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）
关于沟通电机的矢量操控技能，有许多论文与各种文章介绍。但多用难解的公式与坐标来记叙，假如没有厚实的数学和操控等理论基础的话，信任咱们有同感比较难了解。日笃君尽量用简略易懂的图解与核算来聊聊电机的结构，停止坐标与旋转坐标的改变，矢量操控，伺服操控等电机驱动技能。
在聊操控之前，为了更好了解操控，咱们先来看看电机的结构。实时运用的电机结构很杂乱，但能够简略的了解成：电机由装在里边的转子与装在外面的定子构成（也有相反的电机），转子里边一般放入永久磁石，定子里边一般环绕铜线。然后在中心刺进中轴来带动驱动物体。
电机技能经过百年的开展，构成了如上的各种分类。电机上运用的磁石归于稀有金属，产值首要散布在我国，近年因为稀土资料的价格高腾，工业界正在活跃研讨怎么削减稀土的运用量，坚持功能的一起下降产品成本，是企业也更是工程师永久的课题。现在实践运用中，同步电机得到广泛的选用。
同步电机又以磁石所装入的部位，首要分类为SPM（外表磁石）和IPM（内部磁石）：
SPM电机因为操控简略，早上被工业界所选用，可是这种电机因为磁石装在转子的外表，所以能够使用的动力首要来源于本身的外表磁石。
IPM电机因为能够使用磁石与磁石周围励磁的动力，发生高密度的能量，并且能够经过结构的时刻削减稀土的运用量，所以本年得到更广泛的运用。
下面进入正题，聊聊沟通电机的操控问题。
一般的电机驱动变频器如上所示。咱们能够看到IGBT的输出与电机的输入都是三相（电压，电流的UVW），而电机里边的磁石只需S和N的南北极。一起，三相的UVW归于停止坐标，而电机在运行时归于旋转坐标，那么咱们要操控电机就需求依照咱们的意图把三相的停止坐标与二相的旋转坐标进行交换。
咱们先来俯视一下矢量操控的结构图：
从AC Motor的电流采样得到三相沟通数值，经过Clark改换成二相坐标（αβ），再使用Park改换把停止的αβ坐标换成旋转的dq坐标，构成反应值，与dq的指令值进行演算。
经过PI操控器的演算成果，咱们能够得到dq两相的电压指令值，把旋转坐标的dq指令值经过逆Park改换，得到停止坐标的αβ，再经过逆Clark改换得到三相的电压驱动指令，操控SVPWM的输出。
别的，d轴对应励磁所发生的转矩，q轴对应永久磁石所发生的转矩。在SPM电机的操控时咱们能够让d轴的指令值为0。但在IPM电机操控时，d轴和q轴都要使用，所以在速度环需求有两个指令的输出。
下面以正向Clark改换和Park改换，来核算怎么进行坐标改换的：
Clark改换
咱们设定U和α轴共同，并假定k为三相与二相的矢量振幅比系数。经过上面图示咱们能够得到：
α = k{ U – 1/2V – 1/2W}
β = k{ sqrt（3）/2V – sqrt（3）/2W }
因为三相平衡，咱们能够有：
U + V + W = 0
α = U
带入上式能够得到： k = 2/3
所以β = 1/sqrt（3）*（V-W） = 1/sqrt（3）*（U+2V）
Park改换
咱们假定αβ轴与dq轴之间有着θ的视点，把αβ分化到dq轴上，再使用三角公式能够得到：
d = αcosθ + βsinθ
q = -αsinθ + βcosθ
旋转坐标与停止坐标的逆改换同上述相同，这儿就省掉了。
上面咱们聊了坐标改换与矢量操控结构，矢量操控的意图是操控伺服的一起，使电流与电压的位相共同从而进步电力功率和电机转矩的功率。下面咱们再来了解下包含矢量操控在内的伺服操控结构。
上述结构能够简化为以下：方位操控环，速度操控环，矢量（电流）操控环。
浅析了沟通电机的矢量操控，实践使用变频器的沟通电机操控中，因为外乱，温度，高频等等要素的影响，使得电机操控算法越来越杂乱，精度越来越高，但咱们只需把握了上述最基本的办法，有助于了解其他开展算法。
1.沟通感应伺服电机的矢量操控
矢量操控理论最先是在1971年由德国学者F.Blachke提出的。在伺服体系中，直流伺服电机能取得优秀的动态与静态功能，其底子原因是被操控只需电机磁通Ф和电枢电流Ia，且这两个量是独立的。此外，电磁转矩（Tm=KT Ф Ia）与磁通Ф和电枢电流Ia别离成正比联络。因此，操控简略，功能为线性。假如能够模仿直流电机，求出沟通电机与之对应的磁场与电枢电流，别离而独登时加以操控，就会使沟通电机具有与直流电机近似的优秀特性。为此，必须将三相交变量（矢量）转化为与之等效的直流量（标量），树立起沟通电机的等效模型，然后按直流电机的操控办法对其进行操控。
下图所示三相异步沟通电机在空间上发生一个角速度为ω0的旋转磁场Φ。假如用图b中的两套空间相差900的绕组α和β来替代，并通以两相在时刻上相差900的沟通电流，使其也发生角速度为ω0的旋转磁场Φ，则能够以为图a和图b中的两套绕组是等效的。若给图c所示模型上两个相互笔直绕组d 和 q，别离通以直流电流id 和iq ，则将发生方位固定的磁场Φ，假如再使绕组以角速度ω0旋转，则所树立的磁场也是旋转磁场，其幅值和转速也与图a相同。
三相A、B、C体系改换到两相α、β体系
这种改换是将三相沟通电机变为等效的二相沟通电机。上图a所示的三相异步电机的定子三相绕组，相互相差1200空间视点，当通以三相平衡沟通电流 iA， iB， iC 时，在定子上发生以同步角速度ω0旋转的磁场矢量Φ。三相绕组的效果，完全能够用在空间上相互笔直的两个停止的α、β绕组替代，并通以两相在时刻上相差900的沟通平衡电流 iα 和 iβ ，使其发生的旋转磁场的幅值和角速度也别离Φ和ω0，则能够以为上图a、b中的两套绕组是等效的。
运用三相/二相的数学改换公式，将其化为二相沟通绕组的等效沟通磁场。则发生的空间旋转磁场与三相A、B、C绕组发生的旋转磁场共同。令三相绕组中的A相绕组的轴线与α坐标轴重合，其磁势为
依照磁势与电流成正比联络，可求得对应的电流值iα 和 iβ 。
三相沟通磁势的改换
除磁势的改换外，改换中用到的其它物理量，只需是三相平衡量与二相平衡量，则转化方法相同。这样就将三相电机转化为二相电机。
矢量旋转改换
将三相电机转化为二相电机后，还需将二相沟通电机改换为等效的直流电机。若设d为激磁绕组，通以激磁电id，q为电枢绕组，通以电枢电流iq ，则发生固定起伏的磁场Φ，在定子上以角速度ω0旋转。这样就可看成是直流电机了。将二相沟通电机转化为直流电机的改换，本质便是矢量向标量的转化，是停止的直角坐标系向旋转的直角坐标系之间的转化。这儿，便是把iα 和 iβ 转化为 id 和 iq ，转化条件是确保组成磁场不变。iα 和 iβ的组成矢量是 i1，将其在Φ方向及笔直方向投影，即可求得id 和 iq 。 id 和 iq 在空间以角速度ω0旋转。转化公式为
直角坐标与极坐标的改换
矢量操控中，还要用到直角坐标系与极坐标系的改换。由id和iq求i1，其公式为
选用矢量改换的感应电机具有和直流电机相同的操控特色，并且结构简略、牢靠，电机容量不受约束，与平等直流电机比较机械惯量小。
选用矢量改换的感应电机具有和直流电机相同的操控特色，并且结构简略、牢靠，电机容量不受约束，与平等直流电机比较机械惯量小。
2. 沟通同步电机的矢量操控
基本原理
直流电机中，不管转子在什么方位，转子电流所发生的电枢磁动势总是和定子磁极发生的磁场成90°电视点。因此它的转矩与电枢电流成简略的正比联络。沟通永磁同步电机的定子有三相绕组，转子为永久磁铁构成的磁极，同轴连接着转子方位编码器检测转子磁极相对于定子各绕组的相对方位。该方位与转子视点的正弦函数联络联络在一起。方位编码器和电子电路结合，使得三相绕组中流过的电流和转子方位转角成正弦函数联络，相互相差120°电视点。三相电流组成的旋转磁动势在空间的方向总是和转子磁场成90°电视点（超前），发生最大转矩，假如能树立永久磁铁磁场、电枢磁动势及转矩的联络，在调速过程中，用操控电流来完成转矩的操控，这便是矢量操控的意图。
