Vo1.18No.5 孙韶元等：全数字化交流电机直接转矩控制系统 ·469· sinw,t-Lo·Im(,l,=o)·coso,}·exp(-Rt/L) (1) 其中L=(LL,-M2/L;Z=[(R+(@,L)]2;a=tan'(@L/R,):ww-ω为转差 角频率；【。是相对于定子磁链的一个恒定量，为定子磁化电流矢量的幅值. (1)式中第一项和第二项分别为转矩的稳态项和瞬态项.将(1)式对时间求导，可得在0 时转矩的变化率： (dT./d)l=o=(亿o/L){L+-L·R.l,-]w,-R·1m(,4=} (2) 上式表明，在定子磁链幅值保持恒定时，转矩的快速响应能通过调节转差角频率而获 得，从而实现对定子磁链直接控制其原理见图1， 2观测器 在α-B定子静止坐标系中，电机电压方程为： U=R,i +(d/di)w U=R,i+(d/dt) 0=R,i(d dt) (3) 0=R,p(d1d0Ψe-yem,J Waa=Ls iv+Mimg Ψg=L,ig+MiB Vre =L,iva +Mira (4) ΨB=L,g+MBJ 转矩方程为： T。=nwag中ga） (5) 由（⑤）式知，要想得到转矩值，首先必须检测磁链.考虑到低速工况的不同，采用高、低 速均适用的混合型磁链观测器以实现对磁链的准确检测，其结构如图2所示，它兼顾电压、 电流两模型，减少了磁链误差，同时防止了振荡.电流模型参数按低速时整定设置.过渡环 节换频率定为额定转速的10%左右，低速时，TS《1,中a中g主要由电流模型输出中以及 中决定；高速时，TS》1,电压模型起主要作用.两种模型由(3)和(4)式容易推得.在磁 链准确观测基础上，由（⑤）式即可计算转矩观测值. 3控制器 R 1中a 直接转矩控制系统采用电压型逆变器.3 PΨsa TS+1 电流 个桥臂6个开关元件共有8种开关状态组合. 型磁 Ψsal 若规定上桥臂元件导通时状态为1，则得到逆 链观 U 变器输出的8个端电压矢量w1(0,0,0)~u7( 测器Ψ81 1,1,1),在a-B平面被分为6个区域： ☐ 14 T.S+1 2N-3培≤6W≤(2N-1)号 图2混合模型磁链观测器 N=1,2,3,4,5,6.孙韶 元等 全数字化交流 电机直接转矩控制系 统 。 声一 · ‘ 。 ’ 。 声 · 一 其 中 去 乙 弄 一 材 ’ 五 天 矛 。 工 ’ ‘ 一 ‘ 。 声 天 。 二 ， 一 。 为转差 角 频 率 。是 相 对于 定 子磁链 的一个 恒定 量 ， 为定 子磁 化 电流 矢量 的 幅值 式 中第 一项 和 第 二 项分别 为转矩 的稳 态项 和 瞬态项 将 式 对时 间求 导 ， 可 得 在 卜。 时转 矩 的变 化率 ， 。 儿 一 · 。 。 一 · ， 。 上 式 表 明 ， 在 定 子 磁链 幅值保 持恒 定 时 ， 转 矩 的快 速 响应 能通 过 调 节 转差 角 频 率 而 获 得 ， 从 而 实现 对定 子磁链 直 接控 制其 原理 见 图 观测器 在 一 声定 子 静止 坐 标 系 中 ， 电机 电压方 程 为 ， 势。 一 明 劝明 、 劝 一 ， 劝。 劝叨 田 一 劝二 叭 沁明二 劝二 一 ， ‘。 劝， 一 ‘， ‘班 势二 一 ‘。 十 ‘。 劝， 一 转 矩 方程 为 一 、 劝。 协一 劝明 二 由 式 知 ， 要 想 得 到 转 矩值 ， 首先 必 须 检 测 磁链 考 虑 到 低 速 工 况 的不 同 ， 采 用 高 、 低 速 均 适 用 的混合 型 磁链 观 测 器 以 实 现 对磁链 的 准确 检 测 ， 其 结构如 图 所示 它兼顾 电压 、 电流 两模 型 ， 减 少 了 磁链 误 差 ， 同 时 防止 了振 荡 电流模 型 参数 按 低 速 时整 定 设 置 过 渡 环 节换频 率定 为额定 转速 的 左 右 · 低 速 时 ， 们 ， 劝、 劝明主要 由电流模 型 输 出 劝。 以 及 劝卿决定 高速 时 ， 》 ， 电压模 型起 主要 作用 两种模 型 由 和 式容 易 推得 在磁 链 准确 观 测基 础 上 ， 由 式 即 可 计 算 转 矩 观测 值 控 制器 直 接 转 矩 控 制 系 统采 用 电压 型 逆 变器 个桥 臂 个 开 关元 件 共 有 种 开 关状 态组 合 若规定 上 桥 臂元 件 导通 时状 态 为 ， 则 得 到 逆 变器输 出 的 个端 电压 矢 量 ， ， 一 ， ， ， 在 一 月平 面被 分 为 个 区 域 电流 型 磁 链观 测 器 万 一 粤‘ 、的 丛 、 刃 一 、粤 图 混合模型磁链观测器 ， ， ，