基于DTC技术的交流电机控制方法研究.pdfVIP

学兔兔 第3期(总第166期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．3 2011年 6月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUTOMATION Jun． 文章编号：1672—6413(2011)03—0202-02 基于DTC技术的交流电机控制方法研究 刘昆汶，郭俊宇，赵 鑫 (包钢钢联股份有限公司 无缝钢管厂，内蒙古 包头 014010) 摘要：简要介绍了直接转矩控制 (DTC)技术的工作原理及发展趋势。重点对感应电机直接转矩控制理论进 行了详细分析，导出了有关磁链控制方法。经现场运行测试结果表明：采用DTC技术控制交流电机具有精 度高、性能优、操作简单等特点，证实了方案的正确性与可行性。 关键词：直接转矩控制；交流电机；定子磁链观测器；滞环比较器 中图分类号：TM34 文献标识码：B 1 直接转矩控制的基本原理 定子磁链角度P把空间分为6个扇区，通过选择合适 对于任何一种交流电机，定子端电压矢量u 、定 的电压矢量可控制转矩输出。当施加运动矢量时，定 子电流矢量 ，及定子磁链矢量 的关系为： 子磁链旋转速度快速变化，导致电机瞬时转差角频率 迅速增大或减小，迫使电磁转矩迅速增大或减小；当 = I( 一R i )dt。 …………………… (1) 施加零矢量时，定子磁链矢量在空间突然停止旋转， 其中，定子电压向量 是从被测量的直流电压和功 而转子仍然以原转速连续向前旋转，瞬时转差角频率 率模块开关命令中计算出的，定子电阻R 是通过一 立即变为负值，迫使电磁转矩减小。 个热模型在试车阶段中估算出的。 总之，直接转矩控制就是通过对定子电压空间矢 在三相静止坐标系下，电磁转矩 表达式为： 量的控制达到以下两个目的：①控制定子磁链旋转速 M l × }sin6 =p M l I× 度的大小；②维持定子磁链幅值为常数。 = p 2 直接转矩控制系统的理论研究 I I sin6。 ……………………………………… (2) 2．1 定子磁链观测器 其中：P为电机极对数；or为漏感系数，or=1一 在直接转矩控制系统中，定子磁链可实现电磁转 M ／(L L，)；L 、L，、M分别为定子电感、转子电感、定子 矩的准确观测和系统低速时磁链的闭环控制。所以， 转子之间互感； 、 分别为定子磁链、转子磁链； 为 定子磁链的准确获得是实现直接转矩控制系统高性能 转矩角， =I P一0 I，P为定子磁链角，0为转子磁链 的转矩动态响应的关键因素之一。在定子坐标系下， 角。 根据转速范围，磁链的数学模型大致分为3种： —i 由式(1)可知，当定子电阻R 很小时，定子磁链 模型、i—n模型、u—n模型。 等于定子电压对时间的积分。因此通过给定所需定子 (1)“一i模型：它是用定子电压与定子电流确定 电压即可改变定子磁链的大小和角度。 定子磁链，在计算过程中只需要知道定子电阻即可， 由式(2)可知，可利用调节转矩角6来控制电机 该模型适合中高速的情况，其基本方程