DTC控制说明样稿.docx

DTC控制介绍
DTC发展
直流电机
图1直流电机控制环
特点：
• 磁场方向经过机械换向器来转换
• 控制变量为电枢电流和励磁电流，速度反馈直接从电机测量
• 直接控制转矩
在直流电机中，磁场由流经定子上励磁绕组电流产生。该磁场和电枢绕组产生磁场总是成直角。这种情况称为磁场定向，是产生最大转矩条件。不管转子处于什么位置，电刷全部会确保这种磁场稳定在这种状态。
一旦磁场定向完成，直流电机转矩就能很轻易经过改变电枢电流和保持磁化电流恒定来实现。
直流传动优势在于，速度和转矩这两个对用户来说最关键原因，能够直接经过电枢电流来控制：转矩控制为内环，速度控制为外环（见图1）。
优点
• 正确快速转矩控制
• 高速速度动态响应
• 控制简单
最初，直流传动用于调速传动，是因为它能够很轻易实现良好转矩和高精度速度响应。
直流电机能够产生转矩并含有以下特征:
• 直接--电机转矩和电枢电流成正比，所以能够直接正确控制转矩。
• 快速--转矩控制十分快速；传动系统能够得到很高速度动态响应。假如电机由理想电流源反馈转矩能够立即改变
，电压反馈传动一样能够实现快速响应，因为它只和转子电气时间常数相关（比如电枢回路中总电感和电抗）。
• 简单--磁场方向经过换向器/电刷这一简单机械结构来实现，所以不需要使用复杂电子控制电路，从而节省了控制电机成本。
V/F控制
图2使用PWM频率控制交流传动控制环
特点
• 控制变量为电压和频率
• 经过调速器来模拟交流正弦波
• 磁通维持恒压频比
• 开环控制
• 负载决定转矩水平
和直流传动不一样，交流传动频率控制技术使用是电机外部参数—即电压和频率—作为控制电机变量。
电压和频率给定发送至调制器，为定子磁通提供近似交流正弦波。这种技术被称为脉宽调制(PWM)，是利用二极管整流桥为直流母线提供直流电压使之保持恒定。逆变器经过脉宽调制脉冲序列改变电压和频率，由此来控制电机。
需要注意是，这种方法不使用反馈设备测量电机转速和电机轴位置将其反馈到控制环。
这种没有反馈设备控制方法，称为 “开环控制”。
优点
• 低成本
• 不需要使用速度反馈装置 – 简单
因为没有反馈设备，该控制方法为交流感应电机提供了一个简单且低成本处理方案。
这种类型传动适适用于对精度要求不高场所，比如泵类和风机。
缺点
• 未使用磁场定向
• 忽略电机状态
• 转矩不可控
• 使用了延时调制器
这种技术，有时也称标量控制，没有使用电机磁场定向。而是使用了频率和电压作为控制关键变量提供给电机定子绕组。忽略转子状态意味着没有速度或位置信号反馈。
所以转矩精度是完全不可控。另外，该技术使用调制器从根本上减慢了输入电压和频率信号和电机实际要求之间通讯。
矢量控制
图3使用PWM矢量控制交流传动控制环
特点
• 磁场-定向控制-模拟直流传动
• 电机电气特征是模拟--“电机模型”
• 闭环控制传动
• 间接转矩控制
为了模拟直流电机磁场工作情况，即磁场定向过程，磁通矢量传动需要知道交流异步电机内部转子磁通空间角位置。
对于PWM矢量控制传动，经过电气方法取得磁场定向而不是直流电机式经过机械换向器/电刷设备。