Vo1.18No.5 孙韶元等：全数字化交流电机直接转矩控制系统 ·471· ETG,使其按控制器字长的最小单位递增；当EK超过允许误差带下限-EKG时，则需使 ETG减少一个最小单位；而当EK控制在允许误差带内时，则转矩误差带可保持不变.开关 频率控制器的输出量为调整后的新的转矩误差带. 5仿真及系统实现 对系统进行了仿真，其结果如图4所示.仿真采用四元四阶龙格库塔算法，步长为20$， DSC控制周期设为60s,仿真时间1.6s,转矩给定TG为10N·m,磁链给定p,=1.电机空 载起动到转矩响应时间为8.5ms.从结果看出，系统转矩响应快，整个仿真过程，除起动时 磁场建立过程外，动静态过程中磁链轨迹始终保持近似圆形.仿真参数：R,=5.7932; R=3.4212;L,-L,-0.386H;M-0.363HN。-2;J-0.02667kg·m2;P.-1.1kW;U。-514V. TL=8N:m T-0 -.0.6- =020.2-02x02t02/s 图4DSC系统仿真结果 系统选用NTEL8098单片机为核心控制器件).输入由8098内部A/D转换，PWM脉k 冲由8255并行接口芯片PA口输出，两路DA实现对磁链观测值的数模转换.系统选用 12MHz晶振，经过不断的程序优化，使直接转矩控制的整个控制程序，包括电流、电压 采样、磁链、转矩的计算与控制，以及开关状态的输出等，执行时间不超过250s.GTR开关频 率大约在1kHz. 实验对象为一台2.2kw笼型交流电机，型号为Y100L1-4.实验结果如图5.电机空载 启动至转速稳态时间大约560ms. 6结论 560ms 以INTEL8098单片微机为控制器的全数字化交 -t/ms 流电机直接转矩控制系统，结构简单、紧凑，编程容 易，其转矩响应快速，控制性能优越.采用开关频 率自调整控制，实现了对转矩控制滞环环宽的自动整 定，自动调整了逆变器开关频率，提高了系统运行 的可靠性，改善了系统性能 图5电机启动过程 参考文献 1 Depenbrock M.IEEE Trans Power Electron,1988(4):420 ~429孙韶 元等 全数字化交流 电机直接转矩 控制系 统 石无 夜其 按 控 制 器 字 长 的 最 小 单 位 递 增 当 超 过 允 许 误 差 带 下 限 一 时 ， 则 需 使 减 少一 个 最小 单位 而 当 控制在 允许 误差 带 内时 ， 则 转矩 误差 带 可 保持不 变 开 关 频 率 控 制 器 的输 出量 为调 整 后 的新 的转 矩 误差带 仿真及系统 实现 对 系 统进 行 了 仿真 ， 其 结果 如 图 所 示 仿 真 采 用 四 元 四 阶龙 格 库塔 算 法 ， 步 长 为 ， 控制 周期 设为 ， 仿真 时 间 ， 转矩 给定 为 · ， 磁链 给定 议 一 电机 空 载起 动 到 转 矩 响应 时 间为 从结果 看 出 ， 系 统转 矩 响应快 ， 整 个仿真过 程 ， 除起 动 时 磁 场 建 立 过 程 外 ， 动 静 态 过 程 中 磁 链 轨 迹 始 终 保 持 近 似 圆 形 仿 真 参 数 一 口 · 。 凡一 弄 · ‘ ， 一 一 · 一 · 系统仿真结果 系 统选 用 单 片机 为核 心 控 制器 件 输入 由 内部 转 换 ， 脉 冲 由 并 行 接 口 芯 片 口 输 出 ， 两 路 实 现 对 磁 链 观 测 值 的 数 模 转 换 系 统 选 用 晶 振 ， 经 过 不 断 的 程 序 优 化 ， 使 直 接 转 矩 控 制 的 整 个 控 制 程 序 ， 包 括 电 流 、 电压 采 样 、 磁链 、 转 矩 的计算 与控 制 ， 以 及 开 关状态 的输 出等 ， 执行 时 间不 超过 开 关频 率大 约在 实验 对象 为一 台 笼 型交 流 电机 ， 型号 为 一 实验结果 如 图 电机 空 载 启动 至 转 速 稳 态 时 间大 约 结论 以 单 片微 机 为控 制 器 的全 数字 化交 流 电机 直 接 转 矩 控 制 系 统 ， 结 构 简单 、 紧凑 ， 编 程 容 易 ， 其 转 矩 响 应 快 速 ， 控 制 性 能 优 越 采 用 开 关 频 率 自调 整 控 制 ， 实 现 了对转 矩 控 制滞环 环 宽 的 自动整 定 ， 自动 调 整 了 逆 变 器 开 关 频 率 ， 提 高 了 系 统 运 行 的可 靠性 ， 改 善 了 系 统性 能 图 电机启动过程 参 考 文 献 ， 一