直接轉矩控制系統是在20世紀80年代中期繼矢量控制技術之後發展起來的一種高性能異步電動機變頻調速系統。
基本介紹
- 中文名：直接轉矩控制系統
- 外文名：Direct Torque Control)
- 簡稱：DTC
- 提出人：A.B.Plunkett
直接轉矩控制系統簡稱DTC(Direct Torque Control)是在20世紀80年代中期繼矢量控制技術之後發展起來的一種高性能異步電動機變頻調速系統。1977年美國學者A.B.Plunkett在IEEE雜誌上首先提出了直接轉矩控制理論，1985年由德國魯爾大學Depenbrock教授和日本Tankahashi分別取得了直接轉矩控制在套用上的成功，接著在1987年又把直接轉矩控制推廣到弱磁調速範圍。不同於矢量控制，直接轉矩控制具有魯棒性強、轉矩動態回響速度快、控制結構簡單等優點，它在很大程度上解決了矢量控制中結構複雜、計算量大、對參數變化敏感等問題
傳統的直接轉矩控制技術的主要問題是低速時轉矩脈動大。為了降低或消除低速時的轉矩脈動，提高轉速、轉矩控制精度，擴大直接轉矩控制系統的調速範圍，近些年來提出了許多新型的直接轉矩控制系統。雖然這些新型直接轉矩控制技術在不同程度上改善了調速系統的低速性能，但是其低速性能還是不能達到矢量控制的水平。最近出現了一種間接轉矩控制技術，受到了很多學者的關注。間接轉矩控制技術具有優良的低速性能，另外由於其獨特的控制思想可以降低逆變器的開關頻率，從而特別適用於大容量調速場合。
直接轉矩控制的目標是:通過選擇適當的定子電壓空間矢量，使定子磁鏈的運動軌跡為圓形，同時實現磁鏈模值和電磁轉矩的跟蹤控制。定子磁鏈和電磁轉矩分別採用閉環控制，Ψs*、Tei*分別為定子磁鏈模值和電磁轉矩的給定信號，、分別為定子磁鏈模值和電磁轉矩的估計值，作為反饋信號使用。根據誤差信號，轉矩調節器輸出轉矩增、減控制信號CT; 磁鏈調節器輸出磁鏈增、減控制信號CΨ。開關表根據CΨ、CT以及估計器輸出的磁鏈扇區信號，選擇正確的定子電壓空間矢量，輸出控制字SA,B,C給逆變器。
從圖1中可以看出，和矢量控制相比直接轉矩控制具有結構簡單，轉矩回響速度快、對參數變化魯棒性強的優點。直接轉矩控制的主要缺點是在低速時轉矩脈動大，其主要原因是:
(1) 由於轉矩和磁鏈調節器採用滯環比較器，不可避免地造成了轉矩脈動;
(2) 在電動機運行一段時間之後,電機的溫度升高,定子電阻的阻值發生變化,使定子磁鏈的估計精度降低，導致電磁轉矩出現較大的脈動;
(3) 逆變器開關頻率的高低也會影響轉矩脈動的大小，開關頻率越高轉矩脈動越小，反之開關頻率越低轉矩脈動越大。
