交流電機直接轉矩控制改進(jìn)方案
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3．4 最優(yōu)空間電壓矢量調制
改進(jìn)滯環(huán)調節器是通過(guò)細分滯環(huán)容差來(lái)提供更多的選擇開(kāi)關(guān)表機會(huì )。改進(jìn)逆變器是通過(guò)硬件方式提供更多的空間電壓矢量，但都受硬件結構影響，逆變器提供的電壓矢量畢竟有限。直接轉矩控制采用Bang-bang控制，簡(jiǎn)化了系統，但滯環(huán)比較器使得選擇電壓矢量時(shí)只根據磁鏈、轉矩誤差的方向，而并沒(méi)有準確計算誤差大小，也沒(méi)有足夠多的電壓矢量以供選擇，這是產(chǎn)生磁鏈、轉矩脈動(dòng)的根本原因。因此，如何構成任意電壓矢量以及精確估算磁鏈、轉矩誤差，并以此來(lái)選擇任意所需電壓矢量是改善直接轉矩控制低速性能的熱點(diǎn)之一。
3．4．1 空間矢量調制(SVM)
傳統直接轉矩控制中，由于采用滯環(huán)比較器，只有當磁鏈和轉矩誤差達到一定值時(shí)，逆變器才有新的工作狀態(tài)，且逆變器輸出電壓狀態(tài)有限，必然產(chǎn)生較大的轉矩脈動(dòng)。SVM技術(shù)的基本思想是，在每一個(gè)循環(huán)控制周期中，通過(guò)計算得到一個(gè)能夠恰好補償當前定子磁鏈和轉矩誤差的電壓矢量，該電壓矢量可以用兩個(gè)相鄰的基本工作電壓矢量和零電壓矢量合成得到。很顯然，基于SVM技術(shù)的直接轉矩控制算法可以有效地減小輸出轉矩的波動(dòng)。
應該說(shuō)，引入先進(jìn)的控制策略都是基于電壓空間矢量調制技術(shù)。因為只有這樣，系統才能提供先進(jìn)控制策略所需的任意大小和方向的電壓矢量。文獻[9]提出的無(wú)差拍控制，就是通過(guò)求解方程組得到下一控制周期的最優(yōu)電壓矢量。但這種方法存在計算時(shí)間過(guò)長(cháng)不能保證方程組有解和依賴(lài)電機參數的缺點(diǎn)。文獻[10]提出的磁鏈預測控制其實(shí)是一種改進(jìn)的無(wú)差拍控制，利用零電壓矢量和非零電壓矢量對磁鏈不同作用，預測下一控制周期使磁鏈誤差最小的電壓作用時(shí)間(非零電壓和零電壓矢量)。
3．4．2 占空比技術(shù)
若設定逆變器開(kāi)關(guān)頻率為廠(chǎng)，在整個(gè)開(kāi)關(guān)周期內，所選空間電壓矢量一直作用于感應電機，磁鏈、轉矩都會(huì )朝一個(gè)方向變化。在誤差較小的情況下，所選的電壓矢量在較短的時(shí)間內就使轉矩達到參考值，而余下的時(shí)間沒(méi)有發(fā)生逆變器開(kāi)關(guān)狀態(tài)轉換．所選擇電壓矢量仍作用于電動(dòng)機，使轉矩繼續沿原來(lái)方向變化，因而產(chǎn)生較大磁鏈和轉矩脈動(dòng)。在每個(gè)采樣周期中，輸出電壓矢量只作用該周期的一部分時(shí)間，而剩余時(shí)間選擇零電壓矢量。如何確定每個(gè)采樣周期中輸出工作電壓矢量的作用時(shí)間(即占空比)是占空比控制技術(shù)的核心問(wèn)題。從這方面來(lái)看，占空比技術(shù)是利用所選電壓矢量Vk和零矢量來(lái)合成所需電壓矢量，因此，也是SVM技術(shù)的一個(gè)特例。針對如何設置占空比，很多文獻提出了不同的方案，文獻[11]中提出采用模糊控制器確定占空比。
3．4．3 優(yōu)化開(kāi)關(guān)表
開(kāi)關(guān)表是根據系統預先設置好的一些規則，規則的優(yōu)化能對改善控制效果起到一定的作用，但畢竟傳統直接轉矩控制中只有6個(gè)工作電壓和2個(gè)零電壓矢量，開(kāi)關(guān)表改進(jìn)的余地有限。
3．4．4 折角調制
六邊形磁鏈軌跡中，諧波分量較大，有文獻提出在正六邊形的每個(gè)頂點(diǎn)的附近分別產(chǎn)生一個(gè)對稱(chēng)的折角(缺口)，使其軌跡向圓心靠攏一些，能夠起到了一定的作用。文獻[12]提出對六邊形磁鏈峰值進(jìn)行折角處理，內折邊平行于六邊形相應的邊，形成內陷十八邊形磁鏈軌跡。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/163772.htm
4 結論
直接轉矩控制自1985年由德國Denprock提出后，各國學(xué)者對其進(jìn)行不斷改進(jìn)，以其獲得更好的調速效果。雖然這些改進(jìn)是基于不同的出發(fā)點(diǎn)，但歸根到底是對磁鏈控制的改進(jìn)。對這些方案進(jìn)行了大致分類(lèi)，介紹各種方法的特點(diǎn)與不足。每種方案都使直接轉矩控制的性能得到改善，但都增加了系統的復雜程度，使直接轉矩控制失去其結構簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。因此，如何改善直接轉矩控制性能而又不增加系統的復雜度，是未來(lái)學(xué)者們重點(diǎn)研究的問(wèn)題之一。
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