交流异步电机变频调速系统矢量控制与直接转矩控制算法比较.pdf

《电气开关》(2013．No．4) 文章编号：1004—289X(2013)04—0084—02 交流异步电机变频调速系统矢量控制与 直接转矩控制算法比较 郑连亮，邹洁 (渤海装备辽河重工有限公司电气分公司，辽宁 盘锦 124010) 摘 要：介绍了交流异步电机变频调速系统现在常用的矢量控制理论与直接转矩控制理论。通过比较给出了这 两种控制算法的各 自特点，旨在通过研究可以提高交流电机控制的精确度与稳定性。 关键词 ：交流电机；矢量控制；直接转矩控制 中图分类号 ：TM34 文献标识码 ：B Comparison ofVectorControlandDirectTorqueControlonAC Motors ZHENGLian—liang，ZOU,lie (BohaiEquipmentLiaoheHeavyIndustryLimitedCompanyElectricCompany，Panjin124010China) Abstract：Thepaperintroducesthetheoryofvectorcontrolsystem anddirecttorquecontro1．Andthetwoalgorithms havetheirowncharacters．SoitishopedthattheaccuracyandstabilityoftheACmotorcontrolwillbeimprovedbased onthestudy． Keywords：ACmotor；vectorcontrol；directtorquecontrol 磁链和电流的解耦，但交流电机需要的仍然是定子三 1 引言 相电压与电流控制，因此矢量控制算法很复杂。控制 随着生产技术的发展，交流调速已经人逐步取代 算法不仅要将三相交流电机的电压、电流指令信号经 直流调速的时代 。在变频技术 El新月异发展的同时， 过坐标变换获得磁场定向坐标系统中的观测量，而且 交流电机控制技术取得了突破性的进展。由于交流电 还要将解耦控制的电流、电压指令信号再经过坐标逆 机是多变量、强耦合的非线性的时变系统，与直流电动 变换得到控制交流电机的三相 电流、电压指令信号。 机相比，交流电机的转矩控制要困难得多。 同时在磁场定向坐标系统中定向坐标系统中定向磁场 的观测需要以交流电机 的数学模型为基础 ，数学模型 2 矢量控制 中参数的变化直接影响定向磁场观测结果的精确程 1971年德国学者F．Blaschke提出了感应 电机矢 度，从而影响控制系统的控制精度。为了提高控制精 量变换控制理论，这一理论应用坐标变换将三项系统 度，必然要引入闭环观测器模型或反馈控制策略，以抑 等效为正交两相系统，再经过按转子磁场定向的矢量 制参数扰动、测量信号噪声与外界干扰的影响，增加了 旋转变换实现了定子电流励磁分量与转矩分量之间的 控制系统的复杂性。 解耦，从而达到对感应 电机磁链和电流分别控制的目 3 直接转矩控制 的。矢量变换控制理论已经广泛应用与交流电机的控 制，解决了交流电机的磁场解耦与转矩独立控制问题。 直接转矩控制是 1985年 由德国鲁尔大学 M．De． 由于矢量变换控制将一台三相感应电机等效为一台直 penbrock教授首先提出的转矩直接 自控制 (Direkte 流电机来控制，因而获得了与直流电机调速系统同样 SelbstRegelung)思想，随后 日