异步电机直接转矩控制的ISR方法研究

作者：时间：2011-01-16来源：网络收藏

3 传统的bang-bang滞环控制策略

3.1 对定子磁链的控制

由式（4）、（5）可构建出定子磁链的计算模型，从而得到定子磁链的实际值ψs。图4 为定子磁链滞环控制图。图5 为电磁转矩滞环控制图。

图4 定子磁链滞环控制图

图5 电磁转矩滞环控制图

磁链滞环的输入是磁链给定值ψs*与磁链实际值ψs之差，输出是磁链开关信号hψ，±ε是滞环宽度。定义磁链误差为：δψ=ψs*-ψs，则磁链调节器的控制方法如下：

（1）当δψ≥ε时，hψ=1，此时选择电压矢量使得|ψs|增加。

（2）当δψ≤-ε时，hψ=-1，此时选择电压矢量使得|ψs|减小。

3.2 对电磁转矩的控制

转矩调节器的输入是转矩给定值te*与转矩实际值te之差，输出开关信号hte，容差宽度是ε，调节器采用离散的三点式调解方式，矩误差为：

δt= te*- te

则转矩调节器控制规律如下：

当δt≥ε时，hte=1；
当|δt|≤ε时，hte=0；
当δt＜-ε时，hte=-1；

得到磁链和转矩的输出信号后我们可以按照表2选择对应的定子电压矢量。

当定子磁链和电磁转矩达到滞环上下限时，控制器调节定子电压矢量使磁链和转矩满足设定要求如图3所示。

4 基于pi调节器的新型控制方案

对式（4）、（5）我们忽略定子电阻我们可以近似得到：

（7）

（8）
对(7)(8)进行变形，我们得到：

（9）
我们可以看出在忽略定子电阻压降时，单位时间内定子磁链的变化量为加在定子侧的电压矢量，即磁链的轨迹可由单位时间内的定子电压矢量决定[2][3]，如图6。

在滞环控制中，只有当转矩或磁链达到所设定的滞环宽度后，调节器才进行调解，而在新方案中定子磁链和电磁转矩的调节是以单位采样时间进行的，从而使调节更加精细，从而减小了转矩的脉动。此外，由于定子侧电压矢量的调节是以单位时间进行的，故逆变器的开关频率为常数，解决了传统dtc控制开关频率不固定的缺点。用pi调节器代替滞环控制的结构如图7所示。