一言以蔽之：因为有两个控制维度。
控制维度
在自动控制系统里，系统通过传感器观察被控对象，然后通过执行器施加控制。 传感器的输入，被称为 被控量，而传递给执行器的命令，叫控制量。
当一个被控量可以用多个控制量影响的时候，这个控制量的数量，就是控制维度。
绝大多数时候，我们都喜欢一维控制。 为何呢？
一维控制
还是拿电机举例。先举例直流有刷电机。
被控量是电机转速，控制量是 电压，或者占空比。
控制器要影响电机的转速，唯一能控制的量，就是自己输出给电机的电压。
有的人说是电流？但是电流也是电压的结果。控制电流大小归根结底也是通过控制输出电压实现的。
如果把有刷电机，换成无刷电机。
看似执行机构变了， MOS 管数量从4个变成了 6个。
但是，实际上控制器最终能控制的量，也只有唯一的一个：电压。
因为对于无刷电机来说，控制器输出的是三相平衡交流电。
三相平衡的交流电，实际上有2个自由度：电压和频率。 因为是三相平衡的，因此3条线的电压，实际上只有一个自由度，而不是3个。
看似控制器可以控制电压和频率2个量，实际上控制器只能控制电压。
因为对于永磁同步电机来说，输入的交流电的频率和相位，必须和转子同步。 意味着，频率或者相位，并不是一个可选的自由度，必须跟随转子同步。
控制器唯一能控制的量，就剩下了一个：电压。
这也是为何永磁同步电机，或者说无刷电机，大受欢迎。因为控制起来和直流有刷电机是一模一样的，都是唯一一个电压这个控制量。
二维控制
但是，如果电机换成了异步电机，情况就发生了翻天覆地的变化。
因为，异步电机是“异步”的。控制器输出的三相电，频率，还真就有了自由度。他不必跟随转子同步。甚至绝对不能和转子同步。还必须有个差。
更要命的是，增加电压和提高频率，二者都可以提高电机转速： 也就是说，如果电机转速（被控制量）和实际目标有偏差，控制器有2个自由度实施校正：它可以改变电压，也可以改变频率。
2个控制自由度，看似 “灵活” 实则给控制算法摆出了一个天大的难题。
异步电机的矢量控制
电机控制，控制的是磁场。异步电机的运行原理和同步电机并没有本质区别：定子磁场带着转子磁场运动。
无非是，同步电机的转子磁场被转子物理锁定，转子磁场和转子本身没有相对运动。 而异步电机的转子磁场和转子本身有一个漂移运动。
如果先无视这个漂移运动呢？那么就可以使用和无刷电机一模一样的算法来控制定子磁场了。
于是这个2个控制自由度，就下降为一个了。
真的吗？
异步电机的矢量控制，本质上是把异步电机这一个整体，看成了 一个同步电机+液力变矩器。液力变矩器的输入和输出之间，有一个转速差，所传递的扭矩大小，正比于这个转速差。
但是，困难的地方在于，这个同步电机无法安装传感器，传感器只能安装在液力变矩器的输出端。
于是这个（虚拟的）同步电机的转子，其磁场的真正朝向，就只能靠“猜”了。
而要猜，就必须依靠电机的电动力学方程。要求解，就必须带入电机参数。
恰恰这个“电机参数”，是非常难以精确获得的。他随着工况会随时变化。
哪怕我们忽略这部分的困难，还有另一个问题：
这个液力变矩器对扭矩的传递，也有控制量！
因此，实际上还是有2个控制自由度。完全没有下降。
对于一个控制偏差，算法既可以调整（虚拟的）同步电机的转速来修正，也可以通过调节液力变矩器的传递效率（扭矩增益）进行修正。
因此， 异步电机的矢量控制，实际上它的控制量也是两个， 不是 电压+频率， 而是 电压+液力变矩器的扭矩增益。
自由度实际上完全没有下降。
还带来了这个 （虚拟的）同步电机 转子位子本身的猜测困难问题。
哪怕加了传感器，还是需要电机参数，还需要“猜”转子磁场位置。
传感器加了一个寂寞。
要知道，在永磁同步电机控制里，物理上的传感器可以让控制器完全抛弃电机参数。只有无传感器控制才依赖电机参数去猜转子的位置。
因此，矢量控制放到异步电机上，其实就是死路一条。
转差频率控制
在 转差频率控制 里，我们认为，异步电机的扭矩 = 转差频率*励磁电流。
只要 转差频率<临界转差频率，这个公式就是成立的。
而对于励磁电流，我们认为，异步电机的 励磁电流 = V/F。
看到这里我们想到了什么？ 开环的 VF 控制！ 没错，异步电机可以使用固定的 V/F 比。
于是，在基频以下，异步电机的扭矩就由 转差频率 唯一确定了。
唯一确定了！
于是，转差频率控制下，异步电机的控制真正的变成了一个一维控制。
极大的降低了控制复杂度。
注意，这个 V 是指真正施加在定子励磁电感上的电压。要扣去定子漏感和电阻的分压。
如果有电机参数，则这个 V 可以精确施加，如果没有电机参数，则可以沿用过去开环 V/F 控制的办法：对低频进行电压补偿。
在有传感器的情况下，可以完全不依赖电机参数。
在没有传感器的情况下，可以使用无传感器的办法估算转速。
转差频率控制 和 矢量控制 对比
其实二者是完全等价的。觉得矢量控制更好的，其实都是半桶水。没有真正深入研究。
| 转差频率控制 | 矢量控制 | |
|---|---|---|
| 扭矩成因 | 转差频率*励磁电流 | 转矩电流 * 励磁电流 |
| 励磁控制(慢环) | V/F | 控制 Id ，间接影响到 V |
| 扭矩控制(快环) | 控制转差，也就是 F | 控制 Iq 间接影响到 V 和 F |
这两个控制算法，都有一快一慢2个换。励磁控制都是一个慢速环，避免引起控制输出的剧烈振荡。而扭矩控制则是一个快环，逐周期控制。
可以看出来，二者的交叉影响对象正好互换。 在矢量控制里，控制励磁电流，就是调节 Id ，本质上就是控制 Ud，最终会影响输出的三相电的电压。但是不会影响频率。 在转差频率控制里， 控制励磁电流，就是控制 V/F 的比值，因此 V 的输出会受到 F 交叉影响。
在矢量控制里，控制扭矩电流，就是调节 Iq ，Iq 调节会导致 Uq 的变化，而 Uq 的变化会直接影响到 Uq + Ud 的合成矢量，进而会同时影响 最终的输出电压和相位（等效为频率变化）。
在转差频率控制里， 控制扭矩，就是控制转差，不会影响到电压。
也就是说，这2个控制算法，都需要 扭矩环和励磁环。 而2个控制算法里，都是有其中一个环的输出，会同时影响 V 和 F。
如果从最终输出波形的角度看， 矢量控制下，会产生较大的相位波动。而电压和频率的波动则相对缓慢。实际上，相位的变化可以看成频率在短时间内剧烈变化。
在转差频率控制下，输出的相位绝对不会发生突变。
这就是 矢量控制所谓的 “响应快” 的根源，就是输出电压波形里，相位变化含有高频成分。
而这个高频相位变化，其实会造成转子磁场估算出错，并且出现扭矩抖动。 其实是非常不利的。
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