具有恒定开关频率的感应电机无速度传感器直接转矩控制

核心提示：　　004年2月铁道学报具有恒定开关频率的感应电机无速度传感器直接转矩控制宋昌林\唐浦华2李治1（1.西南交通大学电气工程学院，四川成都6100312.四川工业学院数控研究中心，四川成都610039）

　　004年2月铁道学报具有恒定开关频率的感应电机无速度传感器直接转矩控制宋昌林\唐浦华2李治1（1.西南交通大学电气工程学院，四川成都6100312.四川工业学院数控研究中心，四川成都610039）关系式实时计算下一个控制周期内需要加在电机定子绕组上的电压，实现了对感应电机的动态解耦控制，采用空间电压矢量调制的方法使逆变器开关器件处于恒定频率工作状态。在低速下较传统直接转矩控制方法具有更优的控制性能，在高速下与传统直接转矩控制方法同样具有响应快、性能不受电机参数影响等优点，并介绍了该方法的无速度传感器实现，仿真结果验证了本文所述方法是有效的。

　　212：A也没有对磁链滞环宽度的确定方法进行探讨。采用双滞环的传统直接转矩控制存在的主要缺点有：低速控制性能不理想，开关频率不恒定，转矩脉动大，过电压扇区时存在磁链轨迹的畸变14'为了实现高性能的直接转矩控制，常用方法有采用神经模糊与空间电压矢量调制技术实现恒定的开关频率则将一个控制周期等分为三段，在一个控制周期内等分的三段中使用有效电压矢量与零电压矢量的组合来减小转矩的脉动。空间电压矢量调制在一个控制周期内可以实现7个电压矢量的组合，相对于传统直接转矩控制在感应电机直接转矩控制具有控制简单、动态响应快、性能不受电机参数影响等特点而受到广泛关注11‘231.传统的直接转矩控制采用转矩滞环与磁链滞环方式实现对逆变器开关器件的控制，这是传统直接转矩控制的优点也是其缺点。转矩滞环宽度与电机参数、转速和开关频率等相关联，现有直接转矩控制方面的还没有关于转矩滞环宽度确定方法的报道，将、轴的电压分量Va代入式（2）可以计算出P轴的电压分量玲，得到下一个控制周期内静止坐标系下的一组电压计算式。）中，X、作为计算式的分母，当Xs、时，会导致计算的失败。所以采用同样推导方法得到另外一组静止坐标系下的电压计算式一b2 =奶平2-2%史、屯了'十0屯4：―平/2少2.为了实现在整个360°范围内都能正确求解，将、P静止坐标系划分为4个求解区间，如所示，其中区这样转子的机械角速度4就可以用下式求出，从而实现对电机速度的估计。

　　3仿真传统直接转矩控制方法的仿真结果可以看出，在启动时，磁链的上升速度较慢，且在过电压扇区时磁链轨迹出现畸变，电机输出转矩也有较大的脉动。同样，根据（a）所示定子磁链轨迹，可以推断出具有恒定开关频率的直接转矩控制方法具有快速的磁链响应特性，且磁链轨迹在整个360°区间内没有任何畸变。由于其磁链响应的快速性，使这种方法非常适合于采用对磁链幅值的控制来实现对功率因数进行控制的应用场合。从（b）转矩的输何变化，这说明已很好地实现了磁链与转矩的解耦控制，定子电流也具有非常快的响应速度，且波动较小，如（）所示，这是传统直接转矩控制与矢量控制系统所不能达到的控制效果。从（d）所示的速度曲线看，在正向旋转向反向旋转的过渡过程中，也能实现平稳的转矩输出，这说明在低速运行时，也可以得到很（a）定子磁链轨迹）〉电机输出转矩具有恒定开关频率制的无速度传感器直接转矩控制仿真结果在相同的最大开关频率下，本文所述方法还具有电流波动小、转矩脉动小的特点，由于在控制中只使用了电机的定子电阻参数，使系统的控制性能对电机参数具有较好的鲁棒性。在定子磁场定向条件下，推导出了一种转差速度的计算方法，实现对速度的估计，该方法能，并且具有传统直接转矩控制的转矩响应快的特点……u.具有速度估计精度高、易f现的特点。

　　本文所提出的具有恒定开关频率的直接转矩控制方法，较传统直接转矩控制具有开关频率恒定，过电压扇区时没有磁链的畸变，有效地改善了系统的低速性好的控制性能。从估计速度与实测速度的曲线图可以推断出，估计速度具有较高的精度，在额定速度下运行时，可以满足对速度精度要求为0.5%的应用场合，在速度过零点时估计误差相对较大。从转差速度计算式分析出，对速度的估计精度会在一定程度上受到电机参数的影响，且这种影响主要体现在运行速度较低时。