异步电动机矢量控制(FOC)和直接转矩控制(DTC)方案的比较

1、 维普资讯 异 步 电 动机 矢 量 控 制 （ ）和直 接 转 矩控 制 （ ） 案 的 比较 变 流 技术 与电 力 牵引 方 斜 坡 波形 ，迫使定 子 磁通 命 令缓 慢 变化 ，就可 容 易地 得 到定 子 电流 的非 直 接控 制 。 低速 下 性能 众 所周知 ，基本 方案在 低速 时受非期 望 出现 的弱磁 现 象 的影 响 。在 这些 工 况下 ，控 制 系统 多次 选 择零 电压矢 量 ，以确定 由定 子 电 阻压 降影 响造成 的磁 通量 的减小 。图 给出 了在转子转速为 ，转矩 图中黑 点表示合成 电压矢量 端 。例 如 ，标 号 “ ” 表示 由电压空 间矢量 、

2、和 合成 的电压矢 量 ，这 个 电压 矢量 每个 应用 于 三分 之一 的循 环周 期 。 电压 矢 量 的数 量增 加 可定 义 更加 准 确 的开关 表 以 便 能 够根 据 转子 速 度选 择 电压 矢 量 。开 关表 可 通过 分 析 施 加 的 电压矢 量 与相 应 的转 矩 和磁 链 变化 联 系 的方 程 来 推导 。 为 时 ，定子磁 通变化数值 仿真得 到的定子磁 通变 化 。另 外 ，通 过 改 变 基 本 开 关 表 以便 根 据 合 适 准 则 为 了说 明这种新 方 案 的有效性 ，进行 了数值 仿 真。 图 给出 了关 于 电流波 形和 电流频谱 的仿 真结 ，利

3、用所有可用 的电压矢 量 ，可避免上述 缺陷 。 果 。为 了便 于 比较 ，图 和图 分别给 出了 和 相 同量 的仿真结果 。转子 速度为 、转矩 为 ，假设循 环周期为 ，与 的 的 星 。 趔 孽 赠 。 差不 是 由于 大 大提 高 了计 算 时 间的缘 故 ，而是 出于保 持 和 平均开关频率相 等的需要 。可 以指 出 ， 定 子电流量 与 方案相 同 ，并 已证实 ，转矩 脉动也 与 方案相 同。 图 定子 磁 链 幅值 ， ， 新颖 的 方案 （ ） 在 每一 循环 周期 时要 求 精确 补 偿 磁通 和转 矩 变化 耀 的定 子磁 通矢 量变 化 的计算 中 ，采用 预 检

4、技 术可 以大 大减小 方案 的电流和转 矩 的脉 动 。为 了应 用这一 原 理 ，控 制 系统应 能产 生任 一 电压 矢量 （ 如使 用空 例 间矢量调 制技术 ） 。通过 在每 一循环周 期应用 不 同预 定 时段 的 电压 矢 量可 以接 近这 种理 想性 能 ，这样 就 产生 了离散空间矢量调制 （ ）技术 ，它 只需增 加很少 的计算时 间。按照这 一工作 原理 ，根据 基本 中使 用 的电压矢 量 能够 合成 新 的 电压矢 量 。 已经证实 ，把循 环周期细分 为 个相等 的时段 ，就 能使 电流 和转 矩脉动 大大减 小 ，而不需 要太 复杂 的开关 表 。使用 基 于 个

5、相等 时段 的 技 术能 够 产生 如图 示的 所 个 电压矢 量 。 、 、 图 定子 电流 （ ）及其谐 波频谱 （ ） 据 ， 、 （） ： 、 、 、 、 、 、 ： 、 、 、 ： 、 、 ， ， ， 培 蜊 錾 ： 一 ， ， 、 一 ， ， 滋 一 ÷ ， 图 定子 电流 （ ）及其谐 波频谱 （ ） 、 盟 一 一 ， ， 结 论 本文 的 目的在 于给 出 和 技术之 间 的恰 、 图 每循环 周期 个相同时段 内 产生的电压矢量 当的比较 ，以使用户能针对任何需要转矩控制的应用 场 合确定更 合适 的解决方案 。 （ 下转第 页 ） 维普资讯 变 流技 术与 电

6、力牵 引 无电流传 感器的三点 式升压型整流 器恒频控 制 。图 （ 表示整 流器 交流侧测得 的开关 电压 波 ） 一 一 硼 硼 形 ， ， 。 对应 的线 电流见 图 （ ，和 ， ）所 一 一嘲 示 。从 图 （ ）可 以看到 ，在 本控 制方 案 中 ，开 关 一 妇 啊 整流 器实现 了多级 控制 。此外 ，从 图 （ ）可以 看 到 ，轻 微 畸变 的线 电流 与交 流 电压 同相 ，因而 实 现 了功率 因数 为 的 目标 。最 后 ，本 方 案 的整 流 器 开关 损耗减 至最 小 ，这是 因为 每个 时限内总是只有 个 器件 进 行 高频 开关 动 作 。在 一个 周 期

7、中存 在 着无 开 关 工作 的 个 。 时限 ，所测得 主开关 的开关模式 见 图 （ ）所 示 。 砸 一啊 嗣 一 一 一 一 八 、 结 论 本 文 提 出 了一 种 三点式 升压 型 整 流器 的恒 频 控 制新方案 ，并 作 了验证 。仅用 个主开关 ，其 开关工 ， ， 作 仅 占三 分之 二 周期 ，使 整 流 器解 耦 成 为 串联 式倍 压 升 压变 流 器 。通 过改 变线 路 电感 电流 的 变化 率 ，控 制 器 规定 开关 的 占空 比 ，以获得 与三 相 电压 同相 的正 弦 电 流 ，并 获得 和稳态 直流母 线 电压 。 其优 点是 结 ； ， ， 、 、 一

8、 构 简化 ，且 无需 电流传 感 器 。所 提 的新 方 案 可 同时 有 效 解 决 大功 率 和低 成本 的应 用 问题 。 （ 考 文献 篇 略 ） 参 译 （ （ ） ） ， （）通 断模式 （ 是 的倒敷 ，等等） 译 者 ：倪 觉 生 图 样 机 系统 被 测 波 形 校 者 ：黄 慧 （ 上接 第 页 ） 种方 案 的整 体性 能 是相 当的 。对 高 动态 性 能 的应 用 场 合 ， 可 以优 先考 虑 ；但 另一 方面 表现 出较 大 的电 流和转矩 脉动 。这 一缺点可 由新 方案 （ ） 部 分 得 到补 偿 。 堰 脚 方案便 于实现 ，只需很少 的计算 时间 。因此 ， 可 以利用低成本 板 。相对于基本 方案 ， 技术 的实现仅需 提高 的计算 时 间。那么 ，正 如数 值仿 真 中使 用 的 的循 环 周期 ，可 以有 足够 趔 馨 蜊 錾 的时 间用 以参 数 自适应 调 节 、保 护 以及 诊 断 。 （ 考文献 参 篇 略