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变频器直接转矩控制技术方法

来源:艾特贸易2018-04-11

简介直接转矩控制有采用离散的两点式调节器( Bang-Bang 控制)控制方法和通过 PI 调节的控制方法获得电动机输入控制电压。图 3-11 所示是使用 Bang-Bang 控制结构框图,图 3-12 是使用 PI 调节

    直接转矩控制有采用离散的两点式调节器(Bang-Bang控制)控制方法和通过PI调节的控制方法获得电动机输入控制电压。图3-11所示是使用Bang-Bang控制结构框图,图3-12是使用PI调节控制框图。

Bang-Bang控制结构框图

    3-11    Bang-Bang控制结构框图

    1Bang-Bang控制方法

   Bang-Bang控制方法如图3-11所示。在该直接转矩控制方法中,通过检测定子两相电流iaic直流母线电压UDC和电动机转速(在无速度传感器的DTC变频器中不需要测速),进行定子磁链观测和转矩计算,取得转矩反馈信号Te和磁链反馈信号ψs,使两者分别与转矩给定信号Te*和定子磁链给定信号ψs*相减,其差值又分别通过各自的滞环作比较,输出转矩和磁链的增、减信号,把这两个信号输入“优化开关表”,再加上定子磁链所在的扇区信号,就得到了满足磁链为圆形、转矩输出跟随转矩给定的电压矢量。磁链和转矩的滞环可以设置多级,并且其宽度可变,滞环宽度越小,开关频率越高,控制越精确。由于该控制方法是建立在单一矢量、转矩和磁链滞环的Bang-Bang控制基础之上,不可避免地造成了低速开关频率低、开关频率不固定以及转矩脉动大的缺陷,限制了直接转矩控制在低速区的应用。

    2PI调节器控制方法

    3-12为运用PI调节器进行转矩和磁链控制的框图。PI调节方式可以输出任意空间电压矢量,提高、并且固定了开关频率,降低了转矩脉动和减少了噪声。但目前在小容量直接转矩控制变频器中,低速时性能还达不到矢量控制那样优良,转矩脉动和噪声都比矢量控制大。

PI调节器控制框图

    3-12    PI调节器控制框图

    DSP芯片应用在直接转矩控制系统中,可以大大改善直接转矩控制性能。因为DSP芯片具有容量大、运算速度快等特点,只要实现了对定子电阻的准确辨识,就能从根本上消除定子电流和磁链畸变,使得采样精度更高,误差率更小,更易于实现最优控制。从软件着手改进系统,也是该项技术的发展方向。

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