变频器直接转矩控制

    直接转矩控制是继矢量控制变频调速技术之后的一种新型的交流变频调速技术。它是利用空间电压矢量PWM(SVPWM)通过磁链、转矩的直接控制，确定逆变器的开关状态来实现的。直接转矩控制还可用于普通的PWM控制，实行开环或闭环控制。    直接转矩控制有以下几个主要特点。    (1)直接转矩控制技术，是直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。它不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。它省掉了矢量旋转变换等复杂的计算。因此，，它需要的信号处理工作特别简单，所用的控制信号使观察者对于交流电动机的物理过程能够做出直接和明确的判断。    (2)直接转矩控制磁场定向所用的是定子磁链，只要知道定子电阻就可以把它观测出来。而矢量控制磁场定向所用的是转子磁链，观测转子磁链需要知道电动机转子电阻和电感。因此，直接转矩控制大大减少了矢量控制技术中控制性能易受参数变化影响的问题。    (3)直接转矩控制采用空间矢量的概念来分析三相交流电动机的数学模型和控制其各物理量，使问题变得特别简单明了。    (4)直接转矩控制强调的是转矩的直接控制与效果。它包含以下两层意思。    ①直接控制转矩。与矢量控制的方法不同，它不是通过控制电流、磁链等量来间接控制转矩，而是把转矩作为被控制量，直接控制转矩。因此它并不需要极力获得理想的正弦波波形，也不用专门强调磁链的圆形轨迹。相反，从控制转矩的角度出发，它强调的是转矩直接控制效果，因而它采用离散的电压状态和六边形磁链或近似圆形磁链轨迹的概念。    ②对转矩的直接控制。其控制方式是，通过转矩两点式调节器把转矩检测值与转矩给定值相比较，把转矩波动限制在一定的容差范围内，容差的大小，由频率调节器来控制。因此它的控制效果不取决于电动机的数学模型是否能够简化，而是取决于转矩的实际状况。它的控制既直接又简化。    对转矩的这种直接控制方式也称为“直接自控制”。这种“直接自控制”的思想不仅用于转矩控制，也用于磁链量的控制和磁链的自控制，但以转矩为中心来进行综合控制。    综上所述，直接转矩控制技术，用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系下计算与控制交流电动机的转矩，采用定子磁场定向，借助于离散的两点式调节(Band-Band控制)产生PWM信号，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。它省掉了复杂的矢量变换与电动机数学模型的简化处理，没有通常的PWM信号发生器。它的控制思想新颖，控制结构简单，控制手段直接，信号处理的物理概念明确。该控制系统的转矩响应迅速，限制在一拍以内，且无超调，是一种具有高静态、动态性能的交流调速方法。