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DTC控制说明
D
• 使用了延时调制器
这种技术，有时也称标量控制，没有使用电机的磁场定向。而是使用了频率和电压作为控制的主要变量提供给电机的定子绕组。忽略转子的状态意味着没有速度或位置信号的反馈。
因此转矩的精度是完全不可控的。此外，该技术使用的调制器从根本上减慢了输入的电压和频率信号与电机的实际要求之间的通讯。
矢量控制
图3使用PWM矢量控制的交流传动控制环
特点
• 磁场-定向控制-模仿直流传动
• 电机的电气特性是模拟的--“电机模型”
• 闭环控制传动
• 间接的转矩控制
为了模拟直流电机的磁场工作情况，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的空间角位置。
对于PWM的矢量控制传动，通过电气方式获得磁场定向而不是直流电机式的通过机械换向器/电刷设备。
首先，转子的速度以及相对于定子磁场的角位置等信息通过脉冲编码器被反馈回来。使用编码器的传动称为闭环传动。
另外电机的电气特性被数学模型化，使用微处理器来处理数据。
磁通矢量控制的电子控制器为电压、电流和频率等控制变量建立电气量，并通过调制器将它们给定到交流异步电机。因此转矩被间接控制。
优点
• 良好的转矩响应
• 精确的速度控制
• 可以达到零速满转矩
• 性能接近直流传动
磁通矢量控制可以达到零速满转矩，性能十分接近于直流传动。
缺点
• 需要反馈
• 价格高
• 需要调制器
为了达到快速的转矩响应和较高的速度精度，反馈装置是必需的。这使得成本上升并且增加了传统交流异步电机的复杂性。
同样，调制器的使用降低了输入的电压和频率信号与电机的实际要求之间的通讯速度。
直接转矩控制
图 3 使用DTC的交流传动的闭环控制
控制变量
ABB所开发的具有革命性的DTC技术，在没有反馈的情况下使用先进的电机原理不使用调制器直接计算电机转矩从而完成磁场定向。控制变量为
电机磁通和电机转矩。
DTC控制不需要调制器也不需要转速计或编码器等设备来反馈电机转速或电机轴的位置。
DTC使用最快、的数字信号处理硬件，并用更先进的数学模型来描述电机如何工作。
这就使得传动的转矩响应比其他任何直流传动快10倍。 DTC传动的动态速度精度比开环交流传动高8倍，与使用交流或反馈的直流传动精度相当。
DTC技术带来了第一种兼具交流和直流传动优点的“通用”传动。
优点
• 转矩响应：当投入一个100%转矩阶跃给定后,传动的输出达到给定值所需要的时间。使用DTC控制，在40HZ以下典型的转矩响应时间在1到2ms，而带编码器的矢量控制和直流传动响应时间在10-20ms之间。开环的PWM传动响应时间超过100ms。事实上，DTC的转矩响应速度已经达到了自然极限，由于电压和电流的限制，响应时间不可能做到更短。即使使用更先进的“无传感器矢量”传动，转矩响应时间也在数百毫秒。
• 低频下的精确转矩控制，如在没有编码器或测速机等速度反馈的情况下实现零速满转矩。%的转矩。
• 转矩的重复精度：在相同的转矩给定命令下，传动所重复输出转矩的精度。使用DTC控制，在没有编码器的情况下，可以达到1%到2%额定值的转矩额定精度。相当于交流开环控制的一半，与闭环控制的交/直流传动相当。
•电机的静态速度精度：在恒定负载下速度给定值与实际速度的偏差。对于DTC控制，速度精度为电机滑差的10%，对于11kW的电机，%的静态速度精度。对于110kW的电机，%。可以满足95%工业场合对传动的精度要求。但是，如果要达到直流传动的精度，需要加装编码器。
与之相反的是,使用频率控制的PWM传动的静态速度精度在1%到3%之间，所以在标准传动上使用DTC技术能为客户应用带来很大的性能改进。DTC控制的传动如果使用1024p/r的编码器，%。
• 动态速度精度：当给定一个额定的转矩时速度偏差的时间积分。%%s之间。这取决于工艺要求的控制器的增益调节。其它开环控制的交流传动，动态精度要低8倍，在3%s左右。如果我们为DTC控制器加装编码器，%s，与伺服电机的性能相当。
控制原理
图5 DTC包括两个重要部分，速度控制和转矩控制
在框图中可以看到DTC有两个基本部分：转矩控制环和速度控制环。现在我们按顺序解读各个功能块是如何联系的。让我们从DTC的转矩控制环开始。
转矩控制环
第一步 电压电流检测
在正常运行时，电机两相的电流和