ری متغیرهای مکانیکی هنوز نیز کاری مشکل می‌باشد.
در یک درایو موتور القایی سه قسمت عمده اصلی وجود دارد : یک موتور القایی ، یک دستگاه الکترونیک قدرت و یک کنترل کننده .
1-2-کنترل جهت یابی میدان موتورهای القایی
یک موتور القایی را می‌توان به عنوان یک منبع کنترل شده گشتاور تصور کرد. گشتاور توسعه یافته در موتور القایی نتیجه بر هم کنش بین جریان در آرمیچر و میدان مغناطیسی تولید شده در موتور است. کنترل مستقل جریان تحریک و آرمیچر در موتور DC تحریک مستقل امکان پذیر است. در یک موتور القایی، جریان سیم پیچی استاتور میدان مغناطیسی را ایجاد می‌کند و جریان در سیم پیچ رتورمی‌تواند به عنوان وسیله مستقیم کنترل گشتاور به کار رود. در یک حالت مشابه با موتورهای DC ، کنترل سرعت موتور القایی می‌تواند بوسیله کنترل جداگانه شار و گشتاور انجام شود. عمل ثابت نگه داشتن زاویه فضایی متعامد بین شار میدان و mmf آرمیچر در ماشین های القایی برای رسیدن به کنترل جداگانه شار و گشتاور توسط جهت یابی جریان استاتور و به واسطه رابطه آن با شار رتور تقلید می‌شود. چنین کنترل کننده هایی ، کنترلرهای جهت یابی میدان نامیده می‌شوند. مفهوم اساسی که از کنترل جداگانه شار و گشتاور از جهت یابی میدان نتیجه می‌شود می‌تواند از مدل محورهای d-q یک ماشین القایی با محورهای مرجع گردان با سرعت سنکرون به دست آورده شود. این کنترل روی یک طرح که سه فاز زمانی و سرعت وابسته سیستم را به سیستم زمان ثابت دو محور متعامد (محورهای d و q) تبدیل می‌کند ، استوار است.
1-2-1-تبدیل متعامد
ولتاژهای سه فاز، جریان ها و شارهای موتورهای القایی را می‌توان در جملات بردارهای فضایی مختلط تجزیه و تحلیل نمود. با توجه به جریان ها ، بردارهای فضایی را می‌توان به صورت های زیر تعریف کرد. فرض اینکه ic , ib , ia جریان هایی لحظه ای در فازهای استاتور هستند و داریم:
ia + ib + ic = 0 و بردار جریان مختلط استاتور به صورت زیر تعریف می‌شود:
(1-1)
که در آن و اپراتور فضایی است و .
دیاگرام زیر بردار فضایی مختلط جریان استاتور را نشان می‌دهد.
شکل 1‌-1- بردار فضایی جریان استاتور.
که (a,b,c) محورهای سیستم سه فاز هستند. این بردار فضایی جریان یک سیستم سه فاز لحظه ای را نمایش می‌دهد. این بردار فضایی هم چنین می‌تواند در یک چهار چوب مرجع دیگر تنها با دو محور متعامد رسم شود. قسمت حقیقی بردار فضایی مساوی مقدار لحظه ای مؤلفه جریان استاتور روی محور مستقیم است. قسمت موهومی ، برابر با مؤلفه جریان استاتور روی محور عمودی می‌باشد. بنابراین بردار فضایی جریان استاتور در چهارچوب مرجع ساکن وابسته به استاتور می‌تواند به صورت زیر بیان شود:
(1-2)
بردارهای فضایی کمیت‌های دیگر موتور (ولتاژها ، جریان های رتور ، شارهای مغناطیسی) نیز می‌توانند به همان روش بردار فضایی جریان استاتور تعریف شوند.
1-2-2-تبدیل کلارک
در ماشین های سه فاز متقارن محور مستقیم و متعامد جریان های استاتور که در شکل 1-1 نشان داده شده است مؤلفه های جریان دو فاز ساختگی هستند. با فرض یکسان بودن محور با محور a ما روابط زیر را در ارتباط با جریان های سه فاز واقعی استاتور داریم:
(1-3)
ثابت برای تبدیل غیر توانی ثابت است. در این مورد ، مقادیر و با هم برابر هستند.
اگر نتیجه این شود که ia + ib + ic = 0 ، مؤلفه‌های فاز متعامد می‌تواند با استفاده از تنها دو فاز از سیستم سه فاز بیان شود.
(1-4)
1-2-3-تبدیل پارک و معکوس تبدیل پارک
مؤلفه های و که با تبدیل کلارک محاسبه شدند ، به سیستم چهارچوب مرجع استاتور نسبت داده می‌شوند. در کنترل برداری ، تمامی مقادیر باید در یک چهارچوب مرجع بیان گردند. چهارچوب مرجع استاتور برای فرایند کنترل مناسب نمی‌باشد. برداری فضایی is با یک سرعت برابر با فرکانس زاویه‌ای جریان‌های فاز می‌چرخد. مؤلفه‌های و با زمان و سرعت تغییر می‌کنند.
این مؤلفه‌ها می‌تواند از چهارچوب مرجع استاتور به چهارچوب گردان d-q با همان سرعت که فرکانس زاویه ای جریان های فاز می‌باشد انتقال داده شود. مؤلفه های و به زمان و سرعت بستگی ندارند. اگر محور d در راستای شار روتور قرار گیرد، این تبدیل در شکل 1-2 نمایش داده شده است.
شکل 1‌-2- تبدیل پارک.
مؤلفه های ids و iqs بردار فضایی در چهارچوب مرجع d-q توسط معادلات زیر معین می‌شوند:
(1-5)
تبدیل معکوس پارک از سیستم مختصات d-q به با معادلات زیر پیدا می‌شود:
(1-6)
1-3-مدل دینامیکی موتور القایی
مدل تعریف شده برای موتور القایی در مختصات ساکن وابسته به استاتور، با معادلات زیر توصیف می‌شود:
(1-7)(1-8)(1-9)(1-10)
که در آن‌ها
(1-11)(1-12)(1-13)(1-14)
در کنار چهار چوب مرجع ساکن ، مدل موتور القایی می‌تواند در یک چهارچوب مرجع d-q عمومی فرمول‌بندی شود ، طوری که با سرعت عمومی بچرخد. معادلات ولتاژ مدل روتور در چهارچوب مرجع عمومی می‌تواند با استفاده از تبدیلات کمیت های موتور از یک چهارچوب مرجع به چهارچوب مرجع عمومی بیان گردد. مدل دوفاز d-q یک ماشین القایی گردان با سرعت سنکرون به انتقال مفهوم کنترل جداگانه کمک خواهد کرد. این مدل به صورت زیر توصیف می شود:
(1-15)(1-16)(1-17)(1-18)(1-19)(1-20)(1-21)(1-22)(1-23)(1-24)
این مدل موتور القایی اغلب در الگوریتم های کنترل جهت یابی میدان یا کنترل برداری استفاده می‌شود. برای رسیدن به این موضوع ، چهارچوب مرجع باید با بردار فضایی شار پیوندی رتور ، بردار فضایی شار پیوندی استاتور و یا بردار فضایی مغناطیس کنندگی در یک راستا قرار گیرد. اغلب چهارچوب مرجع عمومی چهارچوب مرجعی است که وابسته به شار پیوندی رتور می‌باشد. این کار می‌تواند با انتخاب سرعت لحظه ای روتور برابر با و قفل شدن فاز سیستم مرجع با شار رتوری که کاملاً بر محور d قرار دارد ، انجام شود. نتیجه این‌که:
(1-25)
این معادله خلاصه جهت یابی میدان در مختصات d-q را بیان می‌کند. با فرض اینکه ماشین از یک منبع جریان تنظیم شونده تغذیه می‌شود، طوری که معادله استاتور می‌تواند حذف شود، معادلات d-q در چهارچوب جهت‌یابی شار رتور به‌صورت زیر تعریف می‌گردد:
(1-26)(1-27)(1-28)(1-29)
معادله (1-29) خواص گشتاور مطلوب را در جملات مؤلفه‌های جریان استاتور و شار رتور نشان می‌دهد. اگر بتوان شار رتور را ثابت نگه داشت درست همان طور که در ماشین DC است ، آن‌گاه می‌توان کنترل گشتاور لحظه‌ای را با کنترل مؤلفه جریان استاتور انجام داد. از این معادلات ، می‌توان روابط زیررا به‌دست آورد:

(1-30)(1-31)(1-32)
که سرعت لغزش با معادله و ثابت زمانی رتور با مشخص می‌شود. در حالت پایدار و idr = 0 . دیاگرام فازوری جهت یابی میدان ماشین القایی در شکل(3-2) نشان داده شده است.

شکل 1‌-3- دیاگرام فازوری جهت‌یابی میدان موتور القایی.
معادله (1-31) نشان می‌دهد که شار ماشین می‌تواند با کنترل مؤلفه جریان ids تعیین شود. بنابراین در حالت پایدار شار ثابت می‌تواند با ids ثابت بدست آید. به عنوان یک نتیجه ، کنترل گشتاور به راحتی می‌تواند توسط کنترل ids همان طور که در معادله (1-29) دیده می‌شود بدست آید. معادله (1-32) مهمترین بیان برای اجرای عملی کنترل مستقیم میدان در ماشین القایی است که بعداً مورد بحث قرار خواهد گرفت.
1-4-طرح اساسی کنترل جهت‌یابی میدان
کنترل جهت‌یابی میدان ماشین‌ها به دو ثابت به عنوان ورودی های مرجع نیاز دارد: مؤلفه گشتاور هم راستا با محور q و مؤلفه شار هم راستا با محور d. چون کنترل جهت یابی واقعاً به طرح هایی بستگی دارد که ساختمان کنترلی آن می‌تواند کمیت‌های الکتریکی لحظه‌ای را دست‌کاری کند، این موضوع کنترل دقیقی را در خیلی از کارهای عملی مطرح می‌کند. بنابراین کنترل جهت‌یابی میدان برتری‌هایی در روش‌های زیر دارد:
الف ) دسترسی آسان به مرجع ثابت (مؤلفه گشتاور و مؤلفه شار جریان استاتور)
ب‌) کاربرد آسان کنترل مستقیم گشتاور ، زیرا در چهارچوب مرجع d-q که گشتاور بیان می‌شود داریم : با ثابت نگه داشتن دامنه شار رتور یک ارتباط خطی بین گشتاور و مؤلفه گشتاوربردار جریان استاتور خواهیم داشت. آن گاه می‌توانیم گشتاور را توسط کنترل این مؤلفه کنترل کنیم. بلوک دیاگرام عمومی سیستم کنترل جهت یابی میدان برای یک موتور القایی در شکل 1-4 نشان داده شده است. تغییرات زیادی در کنترل جهت یابی میدان ماشین القایی وجود دارد. بسته به چهارچوب مرجع تبدیل به کار رفته ، دو نوع کنترل جهت یابی میدان