人物在电机矢量控制的重要分析方法中探究直流电机工作原理图

在电机的运行中，是由电机定子和转子磁场同步旋转，建立的一个具有同步旋转速度的旋转坐标系，这个旋转坐标系就是常说的D-Q旋转坐标系。在该旋转坐标系上，所有电信号都可以描述为常数。为了方便电机矢量控制问题的研究，我一直在思考能否由仪器直接得到D-Q变换的结果呢？ D-Q变换是一种解耦控制方法，它将异步电动机的三相绕组变换为等价的二相绕组，并且把旋转坐标系变换成正交的静止坐标，即可得到用直流量表示电压及电流的关系式。D-Q变换使得各个控制量可以分别控制，可以消除谐波电压和不对称电压的影响，由于应用了同步旋轉座標變換，容易实现基波與諧波分離。

由于直流電機的主磁通基本上唯一地由励磁绕组の励磁電流决定，所以这是直流電機数学模型及其控制系统比较简单根本原因。如果能将交流電機物理模型等效地變換成類似直流電機模式分析和控制就可以大大簡化。座標變換正是按照這條思路進行。

交流電機三相對稱靜止繞組A、B、C，通以三相平衡之正弦電流時，產生合成磁動勢是轉向磁動勢F，它在空間呈正弦分布，以同步轉速ws（即電流角頻率）順著A-B-C之相序轉過去圖中所示。

當圖1與2兩個轉向磁動勢大小與轉速都相同時，即認為圖2兩相繞組與圖1三相繞組等效。當包含兩繞組在內之整體鐵心以同期轉速匀速運行則其位置固定於繞組外圍並隨之移動而形成一固定位置於全局參考系統中的運動向量。我們將此運動向量命名為Q軸上的力矩，這是在無負載情況下，每次單位時間內發生的力矩值。

從以上討論可知，在沒有負荷的情況下，如果我們將一個有負荷但未達到最大功率輸出狀態下的非同步馬達連接至一個適當設計好的感應器後，並通過這個感應器來監控馬達輸出的功率，那麼我們就能夠實現馬達功率輸出的最佳化。此外，這種方法也允許我們監控馬達是否已經超出了其設計範圍，並因此需要維護或更換。在這種情況下，最理想的情景是馬達停止工作之前就被識別出問題，以免造成故障或損壞。此外，這種技術還有助於確保安全性，因為它提供了一個自動調節性能以避免過熱或其他潛在危險情況。