核心提示：　　004年2月鐵道學(xué)報(bào)具有恒定開關(guān)頻率的感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制宋昌林\唐浦華2李治1（1.西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，四川成都6100312.四川工業(yè)學(xué)院數(shù)控研究中心，四川成都610039）

　　004年2月鐵道學(xué)報(bào)具有恒定開關(guān)頻率的感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制宋昌林\唐浦華2李治1（1.西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，四川成都6100312.四川工業(yè)學(xué)院數(shù)控研究中心，四川成都610039）關(guān)系式實(shí)時(shí)計(jì)算下一個(gè)控制周期內(nèi)需要加在電機(jī)定子繞組上的電壓，實(shí)現(xiàn)了對(duì)感應(yīng)電機(jī)的動(dòng)態(tài)解耦控制，采用空間電壓矢量調(diào)制的方法使逆變器開關(guān)器件處于恒定頻率工作狀態(tài)。在低速下較傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制方法具有更優(yōu)的控制性能，在高速下與傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制方法同樣具有響應(yīng)快、性能不受電機(jī)參數(shù)影響等優(yōu)點(diǎn)，并介紹了該方法的無速度傳感器實(shí)現(xiàn)，仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文所述方法是有效的。

　　212：A也沒有對(duì)磁鏈滯環(huán)寬度的確定方法進(jìn)行探討。采用雙滯環(huán)的傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制存在的主要缺點(diǎn)有：低速控制性能不理想，開關(guān)頻率不恒定，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，過電壓扇區(qū)時(shí)存在磁鏈軌跡的畸變14'為了實(shí)現(xiàn)高性能的直接轉(zhuǎn)矩控制，常用方法有采用神經(jīng)模糊與空間電壓矢量調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)恒定的開關(guān)頻率則將一個(gè)控制周期等分為三段，在一個(gè)控制周期內(nèi)等分的三段中使用有效電壓矢量與零電壓矢量的組合來減小轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)。空間電壓矢量調(diào)制在一個(gè)控制周期內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)7個(gè)電壓矢量的組合，相對(duì)于傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制在感應(yīng)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制具有控制簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、性能不受電機(jī)參數(shù)影響等特點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注11‘231.傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制采用轉(zhuǎn)矩滯環(huán)與磁鏈滯環(huán)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器開關(guān)器件的控制，這是傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)點(diǎn)也是其缺點(diǎn)。轉(zhuǎn)矩滯環(huán)寬度與電機(jī)參數(shù)、轉(zhuǎn)速和開關(guān)頻率等相關(guān)聯(lián)，現(xiàn)有直接轉(zhuǎn)矩控制方面的還沒有關(guān)于轉(zhuǎn)矩滯環(huán)寬度確定方法的報(bào)道，將、軸的電壓分量Va代入式（2）可以計(jì)算出P軸的電壓分量玲，得到下一個(gè)控制周期內(nèi)靜止坐標(biāo)系下的一組電壓計(jì)算式。）中，X、作為計(jì)算式的分母，當(dāng)Xs、時(shí)，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算的失敗。所以采用同樣推導(dǎo)方法得到另外一組靜止坐標(biāo)系下的電壓計(jì)算式一b2 =奶平2-2%史、屯了'十0屯4：―平/2少2.為了實(shí)現(xiàn)在整個(gè)360°范圍內(nèi)都能正確求解，將、P靜止坐標(biāo)系劃分為4個(gè)求解區(qū)間，如所示，其中區(qū)這樣轉(zhuǎn)子的機(jī)械角速度4就可以用下式求出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度的估計(jì)。

　　3仿真?zhèn)鹘y(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制方法的仿真結(jié)果可以看出，在啟動(dòng)時(shí)，磁鏈的上升速度較慢，且在過電壓扇區(qū)時(shí)磁鏈軌跡出現(xiàn)畸變，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩也有較大的脈動(dòng)。同樣，根據(jù)（a）所示定子磁鏈軌跡，可以推斷出具有恒定開關(guān)頻率的直接轉(zhuǎn)矩控制方法具有快速的磁鏈響應(yīng)特性，且磁鏈軌跡在整個(gè)360°區(qū)間內(nèi)沒有任何畸變。由于其磁鏈響應(yīng)的快速性，使這種方法非常適合于采用對(duì)磁鏈幅值的控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行控制的應(yīng)用場(chǎng)合。從（b）轉(zhuǎn)矩的輸何變化，這說明已很好地實(shí)現(xiàn)了磁鏈與轉(zhuǎn)矩的解耦控制，定子電流也具有非常快的響應(yīng)速度，且波動(dòng)較小，如（）所示，這是傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制系統(tǒng)所不能達(dá)到的控制效果。從（d）所示的速度曲線看，在正向旋轉(zhuǎn)向反向旋轉(zhuǎn)的過渡過程中，也能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)矩輸出，這說明在低速運(yùn)行時(shí)，也可以得到很（a）定子磁鏈軌跡）〉電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩具有恒定開關(guān)頻率制的無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制仿真結(jié)果在相同的最大開關(guān)頻率下，本文所述方法還具有電流波動(dòng)小、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小的特點(diǎn)，由于在控制中只使用了電機(jī)的定子電阻參數(shù)，使系統(tǒng)的控制性能對(duì)電機(jī)參數(shù)具有較好的魯棒性。在定子磁場(chǎng)定向條件下，推導(dǎo)出了一種轉(zhuǎn)差速度的計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的估計(jì)，該方法能，并且具有傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快的特點(diǎn)……u.具有速度估計(jì)精度高、易f現(xiàn)的特點(diǎn)。

　　本文所提出的具有恒定開關(guān)頻率的直接轉(zhuǎn)矩控制方法，較傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制具有開關(guān)頻率恒定，過電壓扇區(qū)時(shí)沒有磁鏈的畸變，有效地改善了系統(tǒng)的低速性好的控制性能。從估計(jì)速度與實(shí)測(cè)速度的曲線圖可以推斷出，估計(jì)速度具有較高的精度，在額定速度下運(yùn)行時(shí)，可以滿足對(duì)速度精度要求為0.5%的應(yīng)用場(chǎng)合，在速度過零點(diǎn)時(shí)估計(jì)誤差相對(duì)較大。從轉(zhuǎn)差速度計(jì)算式分析出，對(duì)速度的估計(jì)精度會(huì)在一定程度上受到電機(jī)參數(shù)的影響，且這種影響主要體現(xiàn)在運(yùn)行速度較低時(shí)。