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6ES7326-1BK01-0AB0

 

6ES7326-1BK01-0AB0直接轉矩控制（Direct Torque Control——DTC），國外的原文有的也稱為Direct self-control——DSC，直譯為直接自控制，這種“直接自控制”的思想以轉矩為中心來進行綜合控制，不僅控制轉矩，也用于磁鏈量的控制和磁鏈自控制。直接轉矩控制與矢量控制的區(qū)別是，它不是通過控制電流、磁鏈等量間接控制轉矩，而是把轉矩直接作為被控量控制，其實質是用空間矢量的分析方法，以定子磁場定向方式，對定子磁鏈和電磁轉矩進行直接控制的。這種方法不需要復雜的坐標變換，而是直接在電機定子坐標上計算磁鏈的模和轉矩的大小，并通過磁鏈和轉矩的直接跟蹤實現PWM脈寬調制和系統的高動態(tài)性能。
 
直接轉矩控制（Direct Torque Control，DTC）變頻調速，是繼矢量控制技術之后又一新型的高效變頻調速技術。20 世紀80 年代中期，德國魯爾大學的M.Depenbrock教授和日本的I.Takahashi教授分別提出了六邊形直接轉矩控制方案和圓形直接轉矩控制方案。1987 年，直接轉矩控制理論又被推廣到弱磁調速范圍。
 
直接轉矩控制技術用空間矢量的分析方法，直接在定子坐標系下計算與控制電動機的轉矩，采用定子磁場定向，借助于離散的兩點式調節(jié)（Band-Band）產生PWM 波信號，直接對逆變器的開關狀態(tài)進行控制，以獲得轉矩的高動態(tài)性能。它省去了復雜的矢量變換與電動機的數學模型簡化處理，沒有通常的PWM 信號發(fā)生器。它的控制思想新穎，控制結構簡單，控制手段直接，信號處理的物理概念明確。直接轉矩控制也具有明顯的缺點即：轉矩和磁鏈脈動。針對其不足之處，現在的直接轉矩控制技術相對于早期的直接轉矩控制技術有了很大的改進，主要體現在以下幾個方面：
 
（1）無速度傳感器直接轉矩控制系統的研究
 
在實際應用中，安裝速度傳感器會增加系統成本，增加了系統的復雜性，降低系統的穩(wěn)定性和可靠性，此外，速度傳感器不實用于潮濕、粉塵等惡劣的環(huán)境下。因此，無速度傳感器的研究便成了交流傳動系統中的一個重要的研究方向，且取得了一定的成果。對轉子速度估計的方法有很多，常用的有卡爾曼濾波器位置估計法、模型參考自適應法、磁鏈位置估計法、狀態(tài)觀測器位置估計法和檢測電機相電感變化法等。有的學者從模型參考自適應理論出發(fā)，利用轉子磁鏈方程構造了無速度傳感器直接轉矩控制系統，只要選擇適當的參數自適應律，速度辨識器就可以比較準確地辨識出電機速度。
 
（2）定子電阻變化的影響
 
直接轉矩核心的問題之一是定子磁鏈觀測，而定子磁鏈的觀測要用到定子電阻。采用簡單的u-i 磁鏈模型，在中高速區(qū)，定子電阻的變化可以忽略不考慮，應用磁鏈的u-i 磁鏈模型可以獲得令人滿意的效果；
 
但在低速時定子電阻的變化將影響磁通發(fā)生畸變，使系統性能變差。因此，如果能夠對定子電阻進行在線辨識，就可以從根本上消除定子電阻變化帶來的影響。目前，常用的方法有參考模型自適應法、卡爾曼濾波法、神經網絡以及模糊理論構造在線觀測器的方法對定子電阻進行補償，研究結果表明，在線辨識是一個有效的方法。
 
（3）磁鏈和轉矩滯環(huán)的改進
 
傳統的直接轉矩控制一般對轉矩和磁鏈采用單滯環(huán)控制，根據滯環(huán)輸出的結果來確定電壓矢量。因為不同的電壓矢量對轉矩和定子磁鏈的調節(jié)作用不相同，所以只有根據當前轉矩和磁鏈的實時值來合理的選擇
 
電壓矢量，才能有可能使轉矩和磁鏈的調節(jié)過程達到比較理想的狀態(tài)。顯然，轉矩和磁鏈的偏差區(qū)分的越細，電壓矢量的選擇就越精確，控制性能也就越好。
 
（4）死區(qū)效應的解決
 
為了避免上下橋臂同時導通造成直流側短路，有必要引入足夠大的互鎖延時，結果帶來了死區(qū)效應。死區(qū)效應積累的誤差使逆變器輸出電壓失真，于是又產生電流失真，加劇轉矩脈動和系統運行不穩(wěn)定等問題，在低頻低壓時，問題更嚴重，還會引起轉矩脈動。死區(qū)效應的校正，可由補償電路檢測并記錄死區(qū)時間，進行補償。這樣既增加了成本，又降低了系統的可靠性。可用軟件實現的方法，即計算出所有的失真電壓，根據電流方向制成補償電壓指令表，再用前向反饋的方式補償，這種新型方案還消除了零電壓箝位現象。除了以上幾種主要的方面外，一些學者還通過其他途徑試圖提高系統的性能。
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