新能源汽车概论第4章 电动汽车电动机驱动系统.docx
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新能源汽车概论第4章电动汽车电动机驱动系统
第4章电动汽车电动机驱动系统
课题：
4.1概述
教学目的：
了解电动汽车电动机驱动系统的整车与类型、电动汽车对电动机的要求和电动机驱动系统的发展趋势，熟悉电动机的额定指标
教学重点：
电动机的额定指标
教学难点：
电动机的额定指标
类型：
新授课
教学方法：
讲练结合
课时：
2
引入：
电动机驱动系统是电动汽车的心脏。
它的作用是在驾驶员的控制下高效率的将动力电池组的能量转化为车轮的动能，或者将车轮上的动能反馈到动力电池组中。
一、电动汽车电机驱动系统的组成与类型
1．电动汽车电机驱动系统的组成
（1）电机驱动系统是电动汽车的心脏，它由电机、功率转化器、控制器、各种检测传感器和电源（蓄电池）组成。
（2）其任务是在驾驶员的控制下，高效率地将蓄电池的电量转化为车轮的动能，或者将车轮的动能反馈到蓄电池中。
（3）早期电动汽车直流电动机系统的弊病
（4）改进
①功率转换器
②检测传感器
③控制器
2．电动汽车电机驱动系统的类型
电动汽车电机驱动系统按所选电动机的类型可分为:
（1）直流电动机;
（2）无刷直流电动机;
（3）异步电动机;
（4）永磁同步电动机;
（5）开关磁阻电动机等。
二、电动机的额定指标
（1）额定功率。
额定功率是指额定运行情况下轴端输出的机械功率（W或kW）。
（2）额定电压。
额定电压是指外加于线端的电源线电压（V）。
（3）额定电流。
额定电流是指电动机额定运行（额定电压、额定输出功率）情况下电枢绕组（或定子绕组）的线电流（A）。
（4）额定频率。
额定频率是指电动机额定运行情况下电枢（或定子侧）的频率（Hz）。
（5）额定转速。
额定转速是指电动机额定运行（额定电压、额定频率、额定输出功率）的情况下，电动机转子的转速（r/min）。
三、电动汽车对电动机的要求
电动汽车在行驶过程中，经常频繁地启动/停车、加速/减速等，这就要求电动汽车中的电动机比一般工业应用的电动机性能更高，基本要求如下：
（1）电动机的运行特性要满足电动汽车的要求，在恒转矩区，要求低速运行时具有大转矩，以满足电动汽车起动和爬坡的要求；在恒功率区，要求低转矩时具有高的速度，以满足电动汽车在平坦的路面能够高速行驶的要求；
（2）电动机应具有瞬时功率大、带负载启动性能好、过载能力强，加速性能好，使用寿命长的特点；
（3）电动机应在整个运行范围内，具有很高的效率，以提高一次充电的续驶里程；
（4）电动机应能够在汽车减速时实现再生制动，将能量回收并反馈给蓄电池，使得电动汽车具有最佳能量的利用率；
（5）电动机应可靠性好，能够在较恶劣的环境下长期工作；
（6）电动机应体积小，重量轻，一般为工业用电动机的1/2~1/3；
（7）电动机的结构要简单坚固，适合批量生产，便于使用和维护；
（8）价格便宜，从而能够减少整体电动汽车的价格，提高性价比；
（9）运行时噪声低，减少污染。
四、电动汽车电机驱动系统的发展趋势
（1）电机的功率密度不断提高，永磁电机应用范围不断扩大。
（2）电机的工作转速不断提高，回馈制动的高效区不断拓宽。
（3）电驱动系统的集成化和一体化趋势更加明显。
（4）电驱动系统的混合度与电功率比不断增加。
（5）车用电驱动控制系统的集成化和数字化程度不断加大。
小结：
概述本节
作业：
课后习题
课题：
4.2直流电动机
教学目的：
了解直流电动机有哪些类型；
掌握直流电动机的结构、特点、工作原理和控制体系
教学重点：
直流电动机的结构、特点、工作原理和控制体系
教学难点：
直流电动机的结构、特点、工作原理和控制体系
类型：
新授课
教学方法：
讲练结合
课时：
2
引入：
直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。
因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。
一、直流电动机的分类
直流电动机分为绕组励磁式直流电动机和永磁式直流电动机。
在电动汽车所采用的直流电动机中，小功率电动机采用的是永磁式直流电动机，大功率电动机采用的是绕组励磁式直流电动机。
绕组励磁式直流电动机根据励磁方式的不同，可分为他励式、并励式、串励式和复励式四种类型。
1．他励式直流电动机
他励式直流电动机的励磁绕组与电枢绕组无连接关系，而由其它直流电源对励磁绕组供电。
因此励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。
永磁直流电动机也可看作他励直流电动机。
他励直流电动机在运行过程中励磁磁场稳定而且容易控制，容易实现电动汽车的再生制动要求。
但当采用永磁激励时，虽然电动机效率高，重量和体积较小，但由于励磁磁场固定，电动机的机械特性不理想，驱动电动机产生不了足够大的输出转矩来满足电动汽车起动和加速时的大转矩要求。
2．并励直流电动机
并励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组相并联，共用同一电源，性能与他励直流电动机基本相同。
并励绕组两端电压就是电枢两端电压，但是励磁绕组用细导线绕成，其匝数很多，因此具有较大的电阻，使得通过它的励磁电流较小。
3．串励直流电动机
串励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组串联后，再接于直流电源，这种直流电动机的励磁电流就是电枢电流。
这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。
为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降，励磁绕组的电阻越小越好，所以串励直流电动机通常用较粗的导线绕成，它的匝数较少。
4．复励直流电动机
复励直流电动机有并励和串励两个励磁绕组，电动机的磁通由两个绕组内的励磁电流产生。
若串励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方向相同称为积复励。
若两个磁通势方向相反，则称为差复励。
复励直流电动机的永磁励磁部分采用高磁性材料钕铁硼，运行效率高。
由于电动机永磁励磁部分有稳定的磁场，因此用该类电动机构成驱动系统时易实现再生制动功能。
同时由于电动机增加了增磁绕组，通过控制励磁绕组的励磁电流或励磁磁场的大小，能克服纯永磁他励直流电动机不能产生足够的输出转矩来满足电动汽车低速或爬坡时的大转矩要求，而电动机的重量或体积比串励电动机的小。
二、直流电动机的结构与特点
1．直流电动机的结构
直流电动机由定子与转子两大部分构成，定子和转子之间的间隙称为气隙。
2．直流电动机的特点
（1）调速性能好。
直流电动机可以在重负载条件下，实现均匀、平滑的无级调速，而且调速范围较宽。
（2）起动力矩大。
可以均匀而经济地实现转速调节，因此，凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械，例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电车等，都可用直流电动机拖动。
（3）控制比较简单。
一般用斩波器控制，它具有高效率、控制灵活、重量轻、体积小、响应快等优点。
（4）有易损件。
由于存在电刷、换向器等易磨损器件，所以必须进行定期维护或更换。
三、直流电动机的工作原理
直流电动机的工作原理P145图4.5所示。
图中，定子有一对N、S极，电枢绕组的末端分别接到两个换向片上，正、负电刷A和B分别与两个换向片接触。
四、直流电动机的控制
1.直流电动机转速控制方法主要有电枢调压控制、磁场控制和电枢回路电阻控制。
2.电枢调压控制是指通过改变电枢的端电压来控制电动机的转速。
这种控制只适合电动机基速以下的转速控制，它可保持电动机的负载转矩不变，电动机转速近似与电枢端电压成比例变化，所以称为恒转矩调速。
直流电动机采用电枢调压控制可实现在宽广范围内的连续平滑的速度控制，调速比一般可达1:
10，如果与磁场控制配合使用，调速比可达1:
30。
电枢调压控制的调速过程：
当磁通保持不变时，减小电压，由于转速不立即发生变化，反电动势也暂时不变化，由于电枢电流减小了，转矩也减小了。
如果阻转矩未变，则转速下降。
随着转速的降低，反电动势减小，电枢电流和转矩就随着增大，直到转矩与阻转矩再次平衡为止，但这时转速已经较原来降低了。
3.磁场控制
①定义：
是指通过调节直流电动机的励磁电流改变每极磁通量，从而调节电动机的转速，这种控制只适合电动机基数以上的控制。
当电枢电流不变时，具有恒功率调速特性。
磁场控制效率高，但调速范围小，一般不超过1:
3，而且响应速度较慢。
磁场控制可采用可变电阻器，也可采用可控整流电源作为励磁电源。
②磁场控制的调速过程：
当电压保持恒定时，减小磁通，由于机械惯性，转速不立即发生变化，于是反电动势减小，电枢电流随之增加。
由于电枢电流增加的影响超过磁通减小的影响，所以转矩也就增加。
如果阻转矩未变，则转速上升。
随着转速的升高，反电动势增大，电枢电流和转矩也随着减小，直到转矩和阻转矩再次平衡为止，但这时转速已经较原来升高了。
5.电枢回路串电阻控制是指当电动机的励磁电流不变时，通过改变电枢回路电阻来调节电动机的转速。
这种控制方法的机械特性较软，而且电动机运行不稳定，一般很少应用。
对于小型串励电动机，常采用电枢回路串电阻控制方式。
小结：
概述本节
作业：
课后习题
课题：
4.3无刷直流电动机
教学目的：
了解无刷电动机有哪些类型；
掌握无刷电动机的结构、特点、工作原理和控制体系
教学重点：
无刷电动机的结构、特点、工作原理和控制体系
教学难点：
无刷电动机的结构、特点、工作原理和控制体系
类型：
新授课
教学方法：
讲练结合
课时：
2
引入：
无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。
无刷电机是指无电刷和换向器（或集电环）的电机，又称无换向器电机。
早在十九纪诞生电机的时候，产生的实用性电机就是无刷形式，即交流鼠笼式异步电动机，这种电动机得到了广泛的应用。
但是，异步电动机有许多无法克服的缺陷，以致电机技术发展缓慢。
上世纪中叶诞生了晶体管，因而采用晶体管换向电路代替电刷与换向器的直流无刷电机就应运而生了。
这种新型无刷电机称为电子换向式直流电机，它克服了第一代无刷电机的缺陷。
一、无刷直流电动机的分类
1.无刷直流电动机按照工作特性，可以分为具有直流电动机特性的无刷直流电动机和具有交流电动机特性的无刷直流电动机。
2.具有直流电动机特性的无刷直流电动机，反电动势波形和供电电流波形都是矩形波，所以又称为矩形波同步电动机。
这类电动机由直流电源供电，借助位置传感器来检测主转子的位置，由所检测出的信号去触发相应的电子换相线路以实现无接触式换相。
显然，这种无刷直流电动机具有有刷直流电动机的各种运行特性。
3.具有交流电动机特性的无刷直流电动机，反电动势波形和供电电流波形都是正弦波，所以又称为正弦波同步电动机。
这类电动机也由直流电源供电，但通过逆变器将直流电变换成交流电，然后去驱动一般的同步电动机。
因此，它们具有同步电动机的各种运行特性。
二、无刷直流电动机的结构与特点
1.结构
无刷直流电动机的结构主要包括电动机本体、电子换向器、位置传感器三部分组成
（1）电动机本体
无刷直流电动机是将普通直流电动机的定予与转子进行了互换。
其转子为永久磁铁，产生气隙磁通：
定子为电枢，由多相绕组组成。
在结构上，它与永磁同步电动机类似。
无刷直流电动机定子的结构与普通的同步电动机或感应电动机相同．在铁芯中嵌入多相绕组（三相、四相、五相不等）．绕组可接成星形或三角形，并分别与逆变器的各功率管相连，以便进行合理换相。
转子多采用钐钴或钕铁硼等高矫顽力、高剩磁密度的稀土料，由于磁极中磁性材料所放位置的不同．可以分为表面式磁极、嵌入式磁极和环形磁极。
由于电动机本体为永磁电机，所以习惯上把无刷直流电动机也叫做永磁无刷直流电动机。
（2）电子换向器
无刷直流电动机的电子换相线路是用来控制电动机定子绕组通电的顺序和导通的时间。
主要由功率开关管和逻辑控制电路组成。
①功率开关单元是核心部分．其功能是将电源的功率以一定的逻辑关系分配给无刷直流电动机定子E的各项绕组，从而使电动机产生持续不断的转矩。
②控制部分是将通过位置检测得到的信号。
根据需要转化成相应的脉冲信号去驱动功率开关管。
目前，无刷直流电动机的主开关一般采用IGBT或M0sFET等全控型器件，有些主电路已经有了集成功率模块（PIc）和智能功率模块（IPM），它们的应用可以使整个系统的呵靠性大幅度提高。
（3）位置传感器
位置传感器是无刷直流电动机的一个关键部件。
它决定着电枢各相绕组开始通电的时刻。
它的作用相当于一般直流电动机中的电刷。
改变位置检测器产生信号的时刻（相位）．相当于直流电动机中改变电刷在空间的位置，对无刷直流电动机的特性有很大的影响。
磁敏传感器利用电流的磁效应进行工作，所组成的位置检测器由与电机同轴安装、具有与电机转子同极数的永磁检测转子和多只空问均匀分布的磁敏元件构成。
目前常用的磁敏元件为霍尔元件或霍尔集成电路，它们在磁场作用下会产生霍尔电势，经整形、放大后即可输出所需电平信号，构成了原始的位置信号。
经整形电路和逻辑电路后，输出功率电子开关的触发信和逻辑电路号。
霍尔位置检测器是永磁无刷直流电动机中采用较多的一种。
2.特点
无刷直流电动机作为电动汽车用电动机，具有以下优点：
（1）外特性好，非常符合电动汽车的负载特性，尤其是具有低速大转矩特性，能够提供大的起动转矩，满足电动汽车的加速要求；
（2）可以在低、中、高宽速度范围内运行，而有刷电动机由于受机械换向的影响，只能在中低速下运行；
（3）效率高，尤其是在轻载车况下，仍能保持较高的效率，这对珍贵的电池能量是很重要的；
（4）过载能力强，比Y系列电动机可提高过载能力2倍以上，满足电动汽车的突起堵转需要；
（5）再生制动效果好，因无刷直流电动机转子具有很高的永久磁场，在汽车下坡或制动时电动机可完全进入发电机状态，给电池充电，同时起到电制动作用，减轻机械刹车负担；
（6）体积小、重量轻、比功率大，可有效地减轻重量、节省空间；
（7）无机械换向器，采用全封闭式结构，防止尘土进入电动机内部，可靠性高；
（8）控制系统比异步电动机简单。
缺点是电动机本身比交流电动机复杂，控制器比有刷直流电动机复杂。
三、无刷直流电动机的工作原理
无刷直流电动机的工作原理与有刷直流电动机的工作原理基本相同。
它是利用电动机转子位置传感器输出信号控制电子换向线路去驱动逆变器的功率开关器件，使电枢绕组依次馈电，从而在定子上产生跳跃式的旋转磁场，拖动电动机转子旋转。
同时，随着电动机转子的转动，转子位置传感器又不断送出位置信号，以不断的改变电枢绕组的通电状态，使得在某一磁极下导体中的电流方向保持不变，这样电动机就旋转起来了。
四、无刷直流电动机的控制
按照获取转子位置信息的方法划分，无刷直流电动机的控制方法可以分为有位置传感器控制和无位置传感器控制两种。
（1）有位置传感器控制方法是指在无刷直流电动机定子上安装位置传感器来检测转子旋转过程中的位置，将转子磁极的位置信号转换成电信号，为电子换相电路提供正确的换相信息，以此控制电子换相电路中的功率开关管的开关状态，保证电动机各相按顺序导通，在空间形成跳跃式的旋转磁场，驱动永磁转子连续不断地旋转。
无刷直流电动机中常用的位置传感器有霍尔元件位置传感器、磁敏晶体管位置传感器、光电式位置传感器等。
（2）无刷直流电动机的无位置传感器控制，无需安装传感器，使用场合广，相对于有位置传感器方法有较大的优势，因此，无刷直流电动机的无位置传感器控制近年来己成为研究的热点。
无
刷直流电动机的无位置传感器控制中，不直接使用转子位置传感器，但在电动机运转过程中，仍然需要转子位置信号，以控制电动机换相。
因此，如何通过软硬件间接获得可靠的转子位置信号，成为无刷直流电动机无位置传感器控制的关键。
为此，国内外的研究人员在这方面作了大量的研究工作，提出了多种转子位置信号检测方法，大多是利用检测定子电压、电流等容易获取的物理量实现转子位置的估算。
归纳起来，可以分为反电动势法、电感法、状态观测器法、电动机方程计算法、人工神经网络法等。
、磁敏晶体管位置传感器、光电式位置传感器等。
小结：
概述本节
作业：
课后习题
-
课题：
4.4异步电动机
教学目的：
掌握异步电动机的结构、特点、工作原理和控制体系
了解异步电动机的运行特性
教学重点：
异步电动机的结构、特点、工作原理和控制体系
教学难点：
异步电动机的结构、特点、工作原理和控制体系
类型：
新授课
教学方法：
讲练结合
课时：
3
引入：
异步电动机又称“感应电动机”，即转子置于旋转磁场中，在旋转磁场的作用下，获得一个转动力矩，因而转子转动。
转子是可转动的导体，通常多呈鼠笼状。
定子是电动机中不转动的部分，主要任务是产生一个旋转磁场。
旋转磁场并不是用机械方法来实现。
而是以交流电通于数对电磁铁中，使其磁极性质循环改变，故相当于一个旋转的磁场。
这种电动机并不像直流电动机有电刷或集电环，依据所用交流电的种类有单相电动机和三相电动机，单相电动机用在如洗衣机，电风扇等；三相电动机则作为工厂的动力设备。
一、异步电动机的结构与特点
1．异步电动机的结构
异步电动机主要由静止的定子和旋转的转子两大部分组成，定子和转子之间存在气隙，此外，还有端盖、轴承、机座和风扇等部件。
如P151图4.10所示
（1）定子
异步电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座构成
①定子铁心
一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。
定子铁心槽型有以下几种：
半闭口型槽：
电动机的效率和功率因数较高，但绕组嵌线和绝缘都较困难。
一般用于小型低压电机中。
半开口型槽：
可嵌放成型绕组，一般用于大型、中型低压电机。
所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。
开口型槽：
用以嵌放成型绕组，绝缘方法方便，主要用在高压电机中。
②定子绕组
A.作用：
是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。
B.构造：
由三个在空间互隔120°电角度、对称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。
C.定子绕组的主要绝缘项目有以下三种：
（保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘）。
对地绝缘：
定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。
相间绝缘：
各相定子绕组间的绝缘。
匝间绝缘：
每相定子绕组各线匝间的绝缘。
③机座
A.作用：
固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。
B.构造：
机座通常为铸铁件，大型异步电动机机座一般用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件。
封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。
（2）转子
异步电动机的转子由转子铁芯、转子绕组、转轴组成。
①转子铁心：
A.作用：
作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。
B.构造：
所用材料与定子一样，由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组。
通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。
一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上，大、中型异步电动机（转子直径在300~400毫米以上）的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。
②转子绕组
A.作用：
切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。
B.构造：
分为鼠笼式转子和绕线式转子。
鼠笼式转子：
转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。
若去掉转子铁心，整个绕组的外形像一个鼠笼，故称笼型绕组。
小型笼型电动机采用铸铝转子绕组，对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。
鼠笼转子分为：
阻抗型转子、单鼠笼型转子、双鼠笼型转子、深槽式转子几种，起动转矩等特性各有不同。
绕线式转子：
绕线转子绕组与定子绕组相似，也是一个对称的三相绕组，一般接成星形，三个出线头接到转轴的三个集流环上，再通过电刷与外电路联接。
特点：
结构较复杂，故绕线式电动机的应用不如鼠笼式电动机广泛。
但通过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件，用以改善异步电动机的起、制动性能及调速性能，故在要求一定范围内进行平滑调速的设备，如吊车、电梯、空气压缩机等上面采用。
（3）气隙
气隙是电机定转子之间的空隙。
定子不转，转子需要转动，所以气隙是必须的，根据电机不同，气隙大小也不同。
一般来讲，异步电机气隙小，同步电机气隙大。
2．异步电动机的特点
（1）异步电动机的基本特点是，转子绕组不需与其他电源相连，其定子电流直接取自交流电力系统；与其它电动机相比，异步电动机的结构简单，制造、使用、维护方便，运行可靠性高，重量轻，成本低。
以三相异步电动机为例，与同功率、同转速的直流电动机相比，前者重量只及后者的二分之一，成本仅为三分之一。
异步电动机还容易按不同环境条件的要求，派生出各种系列产品。
它还具有接近恒速的负载特性，能满足大多数工农业生产机械拖动的要求。
（2）异步电动机的局限性是，它的转速与其旋转磁场的同步转速有固定的转差率，因而调速性能较差，在要求有较宽广的平滑调速范围的使用场合，不如直流电动机经济、方便。
此外，异步电动机运行时，从电力系统吸取无功功率以励磁，这会导致电力系统的功率因数变坏。
因此，在大功率、低转速场合不如用同步电动机合理。
二、异步电动机的工作原理与运行特性
1.异步电动机的工作原理
如P152图4.11所示
当异步电动机的三相定子绕组通入三相交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电动势，电动势的方向由右手定则来确定。
由于转子绕组是闭合通路，转子中便有电流产生，电流方向与电动势方向相同，而载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，电磁力的方向可用左手定则确定。
由电磁力进而产生电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电动机旋转方向与旋转磁场方向相同。
2.异步电动机的运行特性
异步电动机的运行特性包括工作特性和机械特性。
（如P153图4.12/13/14所示）
（1）异步电动机的工作特性是指电动机在保持额度电压和额定频率不变的情况下，电动机的转速、电磁转矩、定子电流、效率和功率因数随输出功率变化的特性。
一般通过负载试验来测取。
（2）异步电动机的机械特性分为自然机械特性和人为机械特性。
①在电源电压和电源频率恒定且定、转子回路不接入任何附加设备时的机械特性称为自然机械特性。
②电源电压、电源频率、电动机极对数、定子或转子回路接入其它附属设备，其中任意一项改变得到的机械特性称为人为机械特性。
由于电源频率不变，所以同步转速点不变，电磁转矩与电源电压的平方成比例变化，但各条曲线的最大转矩点对应的转差率基本保持不变。
三、异步电动机的控制
目前对异步电动机的调速控制主要有恒压频比开环控制、转差控制、矢量控制以及直接转矩控制等。
恒压频比开环控制实际上只控制了电动机磁通而没有控制电动机的转矩，采用这样的控制系统对异步电动机来讲根本谈不上控制性能，通常只用于对调速性能要求一般的通用变频器上。
转差控制是根据异步电动机电磁转矩和转差频率的关系来直接控制电动机的转矩的，可以在一定的转差频率范围内、一定程度上通过调节转差来控制电动机的电磁转矩，从而改善调速系统的控制性能，但其控制理论是建立在异步电动机的稳态数学模型基础上的，它适合于电动机转速变化缓慢或者对动态性能要求不高的场合。
1．异步电动机的矢量控制
矢量控制理论采用矢量分析的方法来分析交流电动机内部的电磁过程，是建立在交流电动机的动态数学模型基础上的控制方法。
它模仿对直流电动机的控制技术，将交流电动机的定子电流解耦成互相独立的产生磁链的分量和产生转矩的分量。
分别控制这两个分量就可以实现对交流电动机的磁链控制和转矩控制的完全解耦，从而达到理想的动态性能。
（1）异步电动机矢量控制方式的选择。
异步电动机矢量控制是基于磁场定向的方法，其调速控制系统的方式比较复杂，常用的控制策略有以下4种。
转子磁场定向矢量控制原理；转差率矢量控制原理；气隙磁场定向矢量控制原理；定子磁场定向矢量控制原理。
①转子
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