高性能的通用變頻器

　　從總體控制結構上看，兩者都采用轉矩和磁鏈分別控制，轉矩控制環(或電流的轉矩分量環)都處于轉速環的內環，可以抑制磁鏈變化對轉速子系統的影響，從而使轉速和磁鏈子系統實現了近似的解耦。因此兩種系統都能獲得較高的靜、動態性能。

　　但是，由于具體控制方案的區別，兩者在控制性能上卻各有千秋。矢量控制系統采用轉子磁鏈定向，因而實現了定子電流轉矩分量與磁鏈分量的解耦，可以按線性系統理論分別設計轉速與磁鏈調節器(一般采用PI調節器)，實行連續控制，從而獲得較寬的調速范圍;但按ψr定向受電動機轉子參數變化的影響，降低了控制系統的魯棒性。直接轉矩控制系統則實行Te和ψs砰-砰控制，避開了旋轉坐標變換，簡化了控制結構;控制定子磁鏈而不是轉子磁鏈，不受轉子參數變化的影響;砰-砰控制本身屬于P控制，可以獲得比PI調節器更快的動態響應(由于沒有電流內環，須注意限制最大沖擊電流);但不可避免地產生轉矩脈動，而且帶積分環節的磁鏈電壓模型在低速時準確度較差，這都使系統的低速性能受到限制。

3矢量控制和直接轉矩控制的應用和發展

　　矢量控制系統和直接轉矩控制系統都是高性能的交流調速系統，都已獲得廣泛的實際應用，由于它們各自的特色，在應用領域上又各有側重。矢量控制除用于一般調速外，更適用于寬范圍調速系統和伺服系統，而直接轉矩控制則更適用于需要快速轉矩響應的大慣量運動控制系統(如電氣機車)。鑒于兩種控制策略都還有一些不足之處，兩種系統的研究和開發工作都在朝著克服其缺點的方向發展。

　　對矢量控制系統的進一步研究工作主要是提高其控制的魯棒性問題。長期以來，人們很自然地想到采用自適應控制來解決轉子參數變化對按轉子磁鏈定向準確度的影響，但研究成果很少得到實際應用，較多使用的是對轉子電阻變化的溫度補償。現代智能控制方法可使被控系統不依賴于或較少依賴于控制對象的數學模型，因而能使矢量控制系統不受或少受電機參數變化的影響，比較方便的辦法是采用單神經元構成的自適應PID控制器。

　　對直接轉矩控制系統的研究工作集中在提高其低速性能上。上世紀90年代初，德國魯爾大學EAEE研究室在Depenbrock教授和Steimel教授的領導下提出了作為直接轉矩控制系統改進方案的間接自控制ISR(德文IndirektSelbstregelung)系統。其中，將砰-砰控制器改為連續的調節器，用PI調節器對定子磁鏈幅值進行閉環控制，以建立圓形的定子磁鏈軌跡，又根據電磁轉矩的偏差推算出磁鏈矢量增量所對應的角度Δθ，最后按照磁鏈、轉矩兩個調節器的輸出推算出定子電壓矢量，求得相應的變頻器開關狀態。可以看出，ISR系統實際上是直接轉矩控制系統和矢量控制系統的融合與折中。除此以外，還有許多在直接轉矩控制的砰-砰控制器基礎上提出的改進方案，例如，對磁鏈偏差和轉矩偏差的細化，對電壓空間矢量的無差拍調制，對開關狀態的預測控制、智能控制，單獨對轉矩或磁鏈進行預測跟蹤控制等等。