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1、《中小型电机》2004,31(5)定子磁链直接转矩控制的电压矢量方式29定子磁链直接转矩控制的电压矢量方式侯昊,陈大跃,赵春宇(上海交通大学,上海200030)摘要本文提出由定子磁链旋转坐标系产生电机控制电压矢量的直接转矩控制方法。先在定子磁链轨迹圆的切线方向建立坐标系,期望电压矢量在这一坐标系上表现为几个固定的电压矢量,然后将其映射至逆变器电压矢量放射分布图,并由与之相邻两个电压矢量组合产生期望空间矢量。模型简单,实现容易。关键词电压矢量定子磁链旋转坐标系VoltageSpaceVectorMo
2、deofStatorFluxDirectTorqueControlHouHao,ChenDayue,ZhaoChunyu(ShanghaiJiaoTongUniversity)Abstract:Thispaperpresentsthemeasureofdirecttorquecontrolofinductionmotorusingvoltagespacevectorbasedonstatorfluxrotarycoordinatesystem.Firstly,weestablishcoordina
3、tesystemonstatorfluxtrackcircularity′stangentorientation,andtheexpectvoltagespacevectoracquiresseveralfixedvoltagespacevectorsinthiscoordi2natesystem,thentheexpectvoltagespacevectorismappedintoradiatedistributingchartofinverter′svoltagespacevector,and
4、theexpectvoltagespacevectorisgeneratedbycombinationoftheadjacenttwovoltagespacevector.Thismethodhasthevirtueofsimplemodelandeasyrealization.Keywords:VoltagespacevectorStatorfluxRotarycoordinatesystem矢量,将其映射到逆变器电压矢量放射分布图,由1引言相邻电压矢量组合产生期望控制矢量。新方法简交流电机是一
5、个多变量、非线性的被控对象,化了控制电压矢量选择表,切换频率和采样频率为解决系统复杂性和控制精度之间的矛盾,提出相同,控制精度也得到了提高。了一些新方法,如直接转矩控制和电压定向控制2定子磁链旋转坐标系产生电等。直接转矩控制取消了旋转坐标变换,简单地压矢量的方法通过检测电机定子电压和电流,借助瞬间空间矢量理论计算电机的磁链和转矩,并根据与给定值逆变器三个开关(Sa、Sb、Sc)的状态对应八个[1]比较所得差值,实现磁链和转矩的直接控制。但电压矢量Vx(x=0⋯7)如图1(a)、(b),为提高传统直
6、接转矩控制(DTC)方法存在切换频率较控制精度,在原有的基础上新增六个电压矢量,新低,电压矢量较少,控制精度不高等缺点。为克服增电压矢量为原相邻电压矢量的角平分线如图1[3]这些缺点,产生了许多改进方法:分割矢量方法(c),十四个电压矢量形成新电压矢量V′x(x=0[4][5]使控制电压矢量增多,模型控制、自适应控制⋯13)和坐标系γ,电压矢量V′x=1⋯12与γ坐标系等方法使控制精度得到了进一步提高。本文提出横轴正向的夹角为θ(x=0、13时θ=0)。θ=(x由定子磁链旋转坐标系产生电压矢量的新
7、方法,π-1)×在定子磁链轨迹圆的切线方向建立坐标系,期望6控制矢量在这一坐标系上表现为几个固定的电压定子磁链轨迹圆如图2(a)所示,定子磁链逆30定子磁链直接转矩控制的电压矢量方式《中小型电机》2004,31(5)切线向的投影分量大于V′2,相比V′2转矩可更加增大,因cT=2,所以选取V′3,不同cT、cΨ组合类推可得电压矢量切换表如表1。为使逆变器输出的电压矢量组合成期望电压矢量,关键是求得期望电压矢量V′x(这里x=3)的矢量角θ1,从图2(b)可得θ1为θ0与θ之和,将V′x映射到图1(
8、b)中得图4(a),再由θ1得出V′x与相邻电压矢量Vk间的夹角θ2,V′k、V′k+1和V′x组合如图4(b)。图3转矩和磁链滞环结构33△T=Te-Te;△Ψ=Ψ-Ψ.εT:转矩容差限;εΨ:磁链容差限;T3:给定转矩;T:实时转矩;Ψ:给定磁链;Ψ:实图1逆变器和电压矢量分布图ee时磁链。表1电压矢量切换表cTx(V′x的矢量号)-2-1012-198065cΨ011130133112111323θ1=f1((θ0+θ),2π)(2)式中f1(x,y)———取xPy的余数k=
