第六章 直接转矩控制.pptVIP

第五章 异步电动机直接转矩控制 DTC系统存在的问题 2）由于磁链计算采用了带积分环节的电压模型，积分初值、累积误差和定子电阻的变化都会影响磁链计算的准确度。 为了解决这些问题，许多学者做过不少的研究工作，使它们得到一定程度的改善，但并不能完全消除。 直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较 DTC系统和VC系统都是已获实际应用的高性能交流调速系统。两者都采用转矩（转速）和磁链分别控制，这是符合异步电动机动态数学模型的需要的。但两者在控制性能上却各有千秋。 矢量控制系统特点 VC系统强调 Te 与Ψ2的解耦，有利于分别设计转速与磁链调节器；实行连续控制，可获得较宽的调速范围；但按Ψ2 定向受电动机转子参数变化的影响，降低了系统的鲁棒性。 DTC系统特点 DTC系统则实行 Te 与Ψ1 砰-砰控制，避开了旋转坐标变换，简化了控制结构；控制定子磁链而不是转子磁链，不受转子参数变化的影响；但不可避免地产生转矩脉动，低速性能较差，调速范围受到限制。 直接转矩控制和矢量控制特点与性能比较 从上表可以看出，如果在现有的DTC系统和VC系统之间取长补短，构成新的控制系统，应该能够获得更为优越的控制性能，这是一个很有意义的研究方向。 特点：保留了模糊控制的优点，兼具有自适应、自 学习的能力 圆形磁链轨迹控制： 如果要逼近圆形磁链轨迹，则控制程序较复杂，主电路开关频率高，定子磁链接近恒定。该系统也可用于弱磁升速，这时要设计好Ψ*s = f (?*) 函数发生程序，以确定不同转速时的磁链给定值 1）由于采用砰-砰控制，实际转矩必然在上下限内脉动，而不是完全恒定的。 这两个问题的影响在低速时都比较显著，因而使DTC系统的调速范围受到限制。 两种系统的特点与性能的比较见下表。 比较宽 不够宽 调速范围 有 无 转子参数变化影响 旋转坐标变换，较复杂 静止坐标变换，较简单 坐标变换 连续控制，比较平滑 砰-砰控制，有转矩脉动 转矩控制 转子磁链 定子磁链 磁链控制 矢量控制系统 直接转矩控制系统 性能与特点 有时为了提高调速范围，在低速时改用电流模型计算磁链，则转子参数变化对DTC系统也有影响。 在额定转速30%以下时，磁链只能根据转速来正确计算，因此出现定子电流、转速观测模型 第二节：定子磁链观测模型的切换 定子磁链的观测是直接转矩控制的核心，无论是幅值还是相位的不准确，都会使得控制性能变差 我们前面介绍的是定子电流电压的磁链观测模型，但是有在低速时误差大的缺点 定子电流、转速磁链模型表达式及结构图如下 其中： 其中： + + + + + + + + + - - - 优点： ＊不受定子电阻参数 的影响 缺点： ＊引入了更多的电机参数，受转子电阻 、 漏电感 、主电感L变化的影响 ＊转子角速度 的测量误差对结果影响较 大，而电流转速观测模型要求有较高的速 度检测精度 u-n模型：定子电压和转速的定子磁链观测模型 前面介绍的两种观测模型各自有各自的优缺点，很自然就把两种方式结合起来，充分利用他们的优点 当转速在30%额定转速以上时采用U-I磁链观测模型 当转速在30%额定转速以下时采用I-n磁链观测模型 需要两种模型的平滑切换装置 U-n定子磁链观测模型 * * 概 述 直接转矩控制系统简称 DTC ( Direct Torque Control) 系统，是继矢量控制系统之后发展起来的另一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。在它的转速环里面，利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩，因而得名。 其特点是直接采用空间电压矢量，在定子坐标系下计算并控制电机的转矩和磁通；采用定子磁场定向，借助于离散的两点式调节产生PWM（空间矢量SPWM）直接对逆变器的开关状态进行最佳控制，以获得转矩的高动态性能。 和矢量控制不同，直接转矩控制摒弃了解耦的思想，取消了旋转坐标变换，简单的通过电机定子电压和电流，借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得差值，实现磁链和转矩的直接控制。 直接转矩控制的特点： 控制思想简单 控制系统简洁明了 动、静态性能优良 直接转矩控制系统的特点 系统组成 按定子磁链控制的直接转矩控制系统 在实际控制过程中，将测得的电机三相电压和电流送入计算器，计算出电机的定子磁链 和电磁转矩 ，分别与给定值 和 相比较，然后选择开关模式，确定PWM逆变器的输出。 总的来说，直接转矩控制就是通过对定子电压空间矢量的控制达到以下两个目的： （1）维持定子