在全球推动碳中和的大背景下，电机效率的提升显得尤为重要。作为高效电机的典型代表，永磁同步电机，以其高效、简洁的特点正逐渐成为行业新宠。而矢量控制，作为其核心控制技术，更是备受关注。本文将深入探讨矢量控制及其在实践中的高效测试方法。

矢量控制简介

如图1所示，矢量控制是一种能有效控制电机从低速到高速旋转的先进技术，其目的是将Id和Iq分别与预先固定的理想值Idref和Iqref重合。如图2所示，在运作过程中矢量控制将从监测驱动电机的U、V和W波形开始，在得到三相电流值Iu、Iv和Iw后，系统将使用克拉克变换使其从三相转变为两相电流值Iα和Iβ，待其完成由静止坐标到旋转坐标的帕克变换后，再将这些两相电流转换为电流Id和Iq。

图1：矢量控制说明

图2：矢量控制的三相电流变化情况图

而当监测着电机的电流Id和Iq都已偏离了理想值时，我们不妨采用PI控制减小其偏差（注：电流Id和Iq所需的补偿值不是电流而是电压的Vd和Vq）。随后系统即可执行将旋转坐标转换为静止坐标的反向坐标变换得到Vα和Vβ，并从Vα和Vβ的电压中提取电机驱动电路的3相输入信号u、v和w，从而完成1个矢量控制周期。

如何获得Id、Iq？

在熟悉了基本原理后，用户又该如何在实际测试中获取Id、Iq呢？一般有以下两种方法：若采样数据较少，用户可通过读取驱动器内部值的方式进行测试，但其中的转换延迟以及控制延迟可能会导致一定的数据误差；如图3所示，倘若用户需采集大量数据，则可利用示波器等波形设备对相关数据进行处理运算，这就需要用户具备一定的电机专业知识以及计算大量数据的时间和精力。

图3：使用电子表格软件计算Id、Iq

横河MT1选件：便捷高效的dq分析

为减小误差轻松实现批量测量，横河示波记录仪DL950通过MT1选件为用户提供了更为便捷高效的dq分析功能，其界面如图4所示，其优势表现在：

图4：DL950应用菜单界面

01实时监测与趋势现实：设备所有的实时功率计算功能和电机分析功能可实时监测功率和谐波参数，并作趋势显示；

02简便的公式设置：用户可轻松设定所需参数，无需复杂步骤；

03同步测量：如图5所示，可同步测量电机矢量控制参数、振动、温度等；

04偏差分析：可测量dq电流和电压的实际值并分析偏差原因；

图5：DL950数据处理类别示意图

05实时波形显示：如图6所示，可通过三相电压/电流和位置信号实时计算并显示实时波形显示Vd、Vq、Id、Iq波形。

图6：实时dq波形测量情况图

横河DL950与MT1选件的结合，不仅为用户提供了强大的dq分析功能，更通过图示、分析等诸多功能，实时监测实验情况，让测量变得更加智能与高效。如果您对永磁同步电机的矢量控制测量有更多疑问或需求，欢迎关注我们，获取更多专业信息与选型指南！