异步电机直接转矩控制.pptx

1234567思想：

直接控制转矩效果：•响应快速
•控制精确，快速——无需静止旋转的
复杂坐标运算
•控制方便——采用电压空间矢量对三相PWM
调制做统一处理
•对电机参数依赖性小——只需定子电阻参
数，好测，好控，好补偿

•有静止/动态性能矛盾隐患
可见：DTC
•控制思想新颖
•动态性能优良
•系统结构简洁
•已用于

参考书分别讲述1.定子电压矢量与定子磁链关系/三相逆变器输出相电压综合表述—>电压空间矢量
设有三相静止a-b-c坐标系及二相静止α-β坐标系（图3）关系：

//离散化－增量关系若有效电压矢量顺序作用，作用时间相等
则定子磁链轨迹为正六边形。

表明：（1）磁链线速度变化（角速度相同时）
（2）磁链大小变化三、三相定子磁链（Ψa,Ψb,Ψc）波形分别讲述2直接转矩控制系统一、磁链自控制
1、定子磁链观测器
（2）定子磁链观测器——电压模型
矢量式：

标量式：

（3）磁链调节器
调节器Bang-Bang控制输出逻辑量：输出逻辑量：（4）换向逻辑
作用将逻辑量变换成逆变器开关控制信号
确定有效电压矢量对应得开关状态。二、转矩自控制

1、转矩观测器
转矩调节器
输入－输出关系3、转矩与定、转子磁链结论零矢量一般插入优化插零（矢量）方法分别讲述3弱磁控制②磁链幅值随着转速的升高而减小，

使磁链轨迹（六边形）面积减小，实现弱磁；

③电磁转矩随磁通减小，但是输出功率

即恒功率运行。
二、功率控制（弱磁下）

弱磁下DTC系统将从转矩控制进入功率控制

功率控制系统框图如右图所示
功率给定
功率反馈
功率调节器

图中
功率给定－速度调节器 ASR输出；
功率反馈
－功率观测器输出；
功率调节器（PI型）
－输出为磁链给定值

目的：
使磁链调节器获得
稳定、连续的容差ε
与转矩控制系统比，为变结构系统（右图）
对应的部分：
三、恒磁通/弱磁控制的切换
1、切换控制原理图（如右图
所示）

目的：恒磁通（转矩）控制
自动
切换
弱磁（功率）控制
机构：
状态判别环节：控制恒磁弱磁的切换
幅值判别环节：控制弱磁恒磁的切换
原理：
（1）恒磁弱磁的切换（状态判别器控制）

转矩调节器输出当（表明系统该切换至弱磁），
状态判别器输出：，控制 输出
控制关系：
（2）弱磁恒磁切换（幅值判别器控制）
增大至额定值，判别器输出：
控制 输出

控制关系：
2、系统结构的平滑切换
（1）平滑切换原则
保证：
转矩闭环功率闭环：切换瞬间转矩不突变；
功率闭环转矩闭环：切换瞬间功率不突变。

（2）转矩当量与功率当量关系
分别讲述4正/反转运行控制（2）反转：2、控制逻辑
参照图8（正转磁链波形），求出反转开关信号规律

（1）、磁链调节器输入－输出特性（a相为例）反转：（2）反转逻辑关系

反转开关信号：二、正/反转控制实现

（1）正转换相逻辑

（2）反转换相逻辑

（3）正/反转控制换相逻辑

DTC框图：“换相逻辑”应能适应正/反转控制，根据转向发出相应开关信号：

正/反转时换相逻辑

正反转开关量正/反转时换相逻辑（合成）分别讲述5圆形磁链轨迹控制二、磁链轨迹圆化的方法

1、多段折线逼近法
2、主、副（辅）矢量规律
定义：主矢量－作用时间长者（如）
副（辅）矢量－作用时间短者（如）

作用规律
不同扇区，主、辅矢量不同；
每种有效电压用作主或者辅矢量的区间为（表4见下页）
主矢量作用的区间内：

前：主矢量使磁链幅值减小（磁链轨迹向圆内收缩）

后：主矢量使磁链幅值增大（磁链轨迹向圆外扩张）表4：●磁链闭环控制
磁链轨迹
图中－磁链幅值的给定值
－磁链反馈（来自磁链观测器）

磁链幅值调节器
－－滞环（两位）调节器，容差

输入－输出关系：
2、控制过程
时，向理想圆外运动平均值为
时，向理想圆内运动
容差ε越小，磁链轨迹越圆，但是逆变器开关频率越高3、圆化后的换相逻辑（开关信号规律）
正转（图－8）

反转（图－19）

复杂性
必须根据输入信号决定开关信号，控制走向；

必须根据在定子坐标系内实际位置，决定该扇区所用的主、副电压空间矢量。圆化换相逻辑
为表格形式（表－5），
采用微机查表控制表－5（续）磁链圆轨迹
分别讲述6反电压矢量的应用有效电压矢量

扇区内：
主矢量：
反矢量：
其中滞后
称电压矢量二、电压矢量的特殊作用

使磁链矢量倒转→迅速减小

→加速转矩减小

→一旦,产生制动转矩

→加快制动过程

→快速动态响应对比零电压矢量

零电压矢量可停止磁链转动，降低电机转速（调速）；但是不产生磁链增矢量： ,

无法增大磁链幅值，故：零矢量作用时间长会使电磁转矩（电机出力）减小。

电压矢量在