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直接转矩控制 主要内容 主要根据自己学习的情况对直接转矩控制做一个初步的介绍，让大家了解什么是直接转矩控制。以前在做矢量控制的过程中对某些问题理解的不是很透彻。所以这次主要通过查阅了相关资料，加深了对坐标变换的理解和直接转矩控制本质的理解。 直接转矩技术的产生 目前高性能交流电机：调速策略主要由两种，一种是矢量控制一种是直接转矩控制。其中直接转矩控制最早是由一位德国学者和一位日本学者于1985年提出的。随后瑞士的ABB公司于1994年最早将直接转矩控制应用于异步电机的通用变频器上，并宣称直接转矩控制是下一代交流电机的最优控制方案，ABB公司以后将只发展直接转矩控制系统。 直接转矩控制的基本特点 1 直接转矩控制策略采用电磁转转矩闭环结构将逆变器与电机结合为一体，利用空间电压矢量直接控制电磁转矩。 2 直接转矩控制没有电流环，直接在定子静止坐标系中建立算法的模型，不需要坐标的旋转变换。这使直接转矩控制相对于矢量控制减小的很多的计算量。 一部电机六边形定子磁链的直接转矩控制 三相异步电机只记转矩控制系统中定子磁链的轨迹可以控制为圆形也可以控制为六边形。当按圆形轨迹控制定子磁链时，磁链的幅值基本不变，电流的脉动比较小，但是在1/6周期内必须交替使用多个空间电压矢量。按六边形轨迹控制定子磁链时，磁链的幅值存在6倍频脉动，脉动的幅值约为 交流电机的数学模型 交流电机综合矢量的概念 1 单时轴多矢量表示法 Y IB IA IC O iA iB iC 三个彼此相隔120°等长 旋转矢量在同一时间轴 上的投影 2 单矢量三时间轴表示法 A B C I 三相对称电流也 可以用旋转矢量I 在相隔120°的三 根时间轴上的投影 表示。这个可以同 时表示空间三相绕 组物理量的旋转矢 量称为综合矢量 综合矢量的定义对电流的波形没有作具体的要求。所以对于任意电流，上式的电流综合矢量表达式均是适用的。由于逆变器供电的直接转矩控制系统中电压、电流、磁链等均是非正弦波形，所以采用综合矢量分析系统更有实际意义。 交流电机中常用的坐标及其变换 在分析和改善运行性能的控制策略中需要站在不同的坐标系中对问题进行分析求解。直接转矩控制交流电机中常用的坐标系有 两大类： 1 坐标轴线放在定子上的静止坐标系，如ABC和αβ0坐标系。 2 坐标轴放在转子上随转子一起旋转的坐标系，如dq0、MT0坐标系。 对于零序分量为零的系统， αβ0、 dq0、MT0简记为αβ、 dq、MT。 αβ0坐标系 该坐标是一中静止的坐标，他讲坐标轴放在定子上，使α轴与A轴重合，β轴超前α轴90°。 A α B C β I iA iα iβ iB iC dq0坐标系 A α B C β I iA iα iβ iB iC θ d q id iq O ABC坐标系与dq0坐标系的关系 αβ0坐标系与dq0坐标系之间的关系 从图中αβ0坐标系与dq0坐标系之间的关系可知， dq0坐标系中矢量I在幅值不变的情况下辐角增大θ后即变换得到αβ0坐标系中对应的矢量，反之亦然。由于都是直角坐标系，零序分量相等，所以在变换中可以忽略零序分量。所以αβ0坐标系与dq0坐标系之间的关系可以很直观的得到： 若将d轴定向在磁链矢量的方向上，此时的dq0坐标系又称为MT0坐标系。 异步电机的数学模型 异步电机的模型包括六个一阶的微分方程。可将它们变换到dq、MT、αβ、xy定子磁场定向坐标系下面。每个坐标系下都包括一组磁链方程、一组电压方程、还有一组转矩方程。 其中xy坐标系是将x轴与定子磁链矢量ψs重合，y轴超前ψs90°。 在xy坐标系中，磁链方程与dq坐标系下的方程完全一样，只不过多了几个约束条件： 定子磁链在x轴上的分量为定子磁链的幅值。定子磁链在y轴上的分量及其对时间一阶微分为零。 转矩控制的本质 稳态分量 暂态分量 六边形定子磁链轨迹控制 u1 u2 u3 u4 u5 u6 A B C α β βa βb βc S1 S2 S3 S4 S5 S6 ψs Ψs* 在忽略定子电阻的情况下，定子磁链矢量端点的运动方向与所施加的电压矢量方向一致。若在定子绕组上顺序施加运动电压矢量u4、u6、u2、u3、u1、u5,定子磁链则会相应的逆时针运动。 图中磁链六边形的六条边分别用s1~s6表示，分别称之为区段s1~s6.每个区段上两个运动的电压矢量（如s1段上的u3、u4）定义为该区段的区段电压矢量。当区段电压矢量与区段方向一致时定义为0°电压矢量。 定义坐标原点到六条变的垂直距离为定子磁链量，用Ψs*表示。 电压矢量对转矩的控制 电压矢量的选择 定义三相静止坐标系βaβbβc，如图中所示。其中βa与定子静止坐标系αβ中β轴重合。当定子磁链矢量沿逆时针运动时，在β