由於異步電機的動態數學模型是一個高階、非線性、強耦合的多變量系統。上世紀70年代西門子工程師F.Blaschke首先提出異步電機矢量控制理論來解決交流電機轉矩控制問題。矢量控制實現的基本原理是通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉矩的目的。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解爲產生磁場的電流分量 (勵磁電流) 和產生轉矩的電流分量 (轉矩電流) 分別加以控制，並同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱爲矢量控制方式。簡單的說，矢量控制就是將磁鏈與轉矩解耦，有利於分別設計兩者的調節器，以實現對交流電機的高性能調速。矢量控制方式又有基於轉差頻率控制的矢量控制方式、無速度傳感器矢量控制方式和有速度傳感器的矢量控制方式等。這樣就可以將一臺三相異步電機等效爲直流電機來控制，因而獲得與直流調速系統同樣的靜、動態性能。矢量控制算法已被廣泛地應用在siemens，AB，GE，Fuji等國際化大公司變頻器上。
採用矢量控制方式的通用變頻器不僅可在調速範圍上與直流電動機相匹配，而且可以控制異步電動機產生的轉矩。由於矢量控制方式所依據的是準確的被控異步電動機的參數，有的通用變頻器在使用時需要準確地輸入異步電動機的參數，有的通用變頻器需要使用速度傳感器和編碼器。鑑於電機參數有可能發生變化，會影響變頻器對電機的控制性能，目前新型矢量控制通用變頻器中已經具備異步電動機參數自動檢測、自動辨識、自適應功能，帶有這種功能的通用變頻器在驅動異步電動機進行正常運轉之前可以自動地對異步電動機的參數進行辨識，並根據辨識結果調整控制算法中的有關參數，從而對普通的異步電動機進行有效的矢量控制。
以異步電動機的矢量控制爲例：
它首先通過電機的等效電路來得出一些磁鏈方程，包括定子磁鏈，氣隙磁鏈，轉子磁鏈，其中氣息磁鏈是連接定子和轉子的．一般的感應電機轉子電流不易測量，所以通過氣息來中轉，把它變成定子電流．
然後，有一些座標變換，首先通過３/２變換，變成靜止的d-q座標，然後通過前面的磁鏈方程產生的單位矢量來得到旋轉座標下的類似於直流機的轉矩電流分量和磁場電流分量，這樣就實現瞭解耦控制，加快了系統的響應速度．
最後再經過２/３變換，產生三相交流電去控制電機，這樣就獲得了良好的性能．
矢量控制（VC）方式:
矢量控制變頻調速的做法是將異步電動機在三相座標系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止座標系下的交流電流Ia、Ib，再通過按轉子磁場定向旋轉變換，等效成同步旋轉座標系下的直流電流Im、It（Im相當於直流電動機的勵磁電流；It相當於與轉矩成正比的電樞電流），然後模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經過相應的座標反變換，實現對異步電動機的控制。其實質是將交流電動機等效爲直流電動機，分別對速度，磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉子磁鏈，然後分解定子電流而獲得轉矩和磁場兩個分量，經座標變換，實現正交或解耦控制。
綜合以上：矢量控制無非就四個知識：等效電路、磁鏈方程、轉矩方程、座標變換（包括靜止和旋轉）
矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。然而在實際應用中，由於轉子磁鏈難以準確觀測，系統特性受電動機參數的影響較大，且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉變換較複雜，使得實際的控制效果難以達到理想分析的結果。
三種矢量控制方式簡介：
（1）基於轉差頻率控制的矢量控制方式同樣是在進行U / f ＝恆定控制的基礎上，通過檢測異步電動機的實際速度n，並得到對應的控制頻率f，然後根據希望得到的轉矩，分別控制定子電流矢量及兩個分量間的相位，對通用變頻器的輸出頻率f進行控制的。基於轉差頻率控制的矢量控制方式的最大特點是，可以消除動態過程中轉矩電流的波動，從而提高了通用變頻器的動態性能。早期的矢量控制通用變頻器基本上都是採用的基於轉差頻率控制的矢量控制方式。
（2）無速度傳感器的矢量控制方式是基於磁場定向控制理論發展而來的。實現精確的磁場定向矢量控制需要在異步電動機內安裝磁通檢測裝置，要在異步電動機內安裝磁通檢測裝置是很困難的，但人們發現，即使不在異步電動機中直接安裝磁通檢測裝置，也可以在通用變頻器內部得到與磁通相應的量，並由此得到了所謂的無速度傳感器的矢量控制方式。它的基本控制思想是根據輸入的電動機的銘牌參數，按照一定的關係式分別對作爲基本控制量的勵磁電流（或者磁通）和轉矩電流進行檢測，並通過控制電動機定子繞組上的電壓的頻率使勵磁電流（或者磁通）和轉矩電流的指令值和檢測值達到一致，並輸出轉矩，從而實現矢量控制。
採用矢量控制方式的通用變頻器不僅可在調速範圍上與直流電動機相匹配，而且可以控制異步電動機產生的轉矩。由於矢量控制方式所依據的是準確的被控異步電動機的參數，有的通用變頻器在使用時需要準確地輸入異步電動機的參數，有的通用變頻器需要使用速度傳感器和編碼器，並需使用廠商指定的變頻器專用電動機進行控制，否則難以達到理想的控制效果。目前新型矢量控制通用變頻器中已經具備異步電動機參數自動辨識、自適應功能，帶有這種功能的通用變頻器在驅動異步電動機進行正常運轉之前可以自動地對異步電動機的參數進行辨識，並根據辨識結果調整控制算法中的有關參數，從而對普通的異步電動機進行有效的矢量控制。除了上述的無傳感器矢量控制和轉矩矢量控制等，可提高異步電動機轉矩控制性能的技術外，目前的新技術還包括異步電動機控制常數的調節及與機械系統匹配的適應性控制等，以提高異步電動機應用性能的技術。爲了防止異步電動機轉速偏差以及在低速區域獲得較理想的平滑轉速，應用大規模集成電路並採用專用數字式自動電壓調整（AVR）控制技術的控制方式，已實用化並取得良好的效果。