矢量控制和直接转矩控制
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凋速系统的任务是控制速度速度通过转矩来改变，调速系统的性能取决于转矩控制的好坏，矢量控制（VC）和直接转矩控制（DTC）的任务都是实现高性能的转矩控制，它们的速度调节部分相同异步电动机的转矩等于磁链矢量和定子电流矢量i的矢量积。磁链不能直接测量，需要通过定子电压、电流及电动机参数算得。
异步电动机有三种磁链：定子磁链、转子磁链和气隙磁链，在控制中常用前两种。
这就是计算磁链的电压模型。当电动机转速很低（小于5%~10%）时，“很小，电压模型误差大，需要用定子电流来计算磁链一电流模型。电流模型计算以转子磁链为基础，在此条件下，转矩与磁链存在解耦关系，计算方便。
由于定子电压、电流都是交流量，处理起来较麻烦，所以在VC控制系统中，借助于坐标变化，把它们变成d-q坐标系的直流量，计算得到的控制量再经反变换变回交流去产生PWM信号。为了在高速和低速均能取得好的性能，立用了电压、电流两个模型，涉及到的电动机参数多。 在DTC系统中用交流量直接计算转矩和磁链，然后通过转矩、磁链两个Band—Band控制器产生PWM信号，省去了坐标变换。在研制DTC的初期没有考虑低速运行工况，并以定子磁链为基础，涉及的电动机参数只有R一个，因此DTC的供货商大力宣传DTC计算简单，涉及电动机参数最少，精度高等。实际上在考虑低速运行工况后，DTC也必须引入电流模型，也要用到转子磁链，涉及的电动机参数和Vc一样多，所以精度也一样。DTC没有坐标变换，计算公式简单，但为了实现Band—Band控制，必须在一个开关周期中计算很多次，要求计算速度快。以ABB公司的ASC600系列为例，它的计算周期是25us。在VC中测量电压电流一个开关周期内的平均值，然后一周期计算一次，对计算速度的要求低；以Siemens公司的6SE70系列为例，计算周期是400us，相差16倍。矢量变换计算不过是四个乘法和两个加法，以现在处理器的能力很容易实现。另外以定子磁链为基础也不是DTC的专利，有的VC系统也以定子磁链为基础。转矩控制的响应时问，根据产品样本，ASC600（DTC）是5ms，6SE70（VC）也是5ms，再快的响应机械本身也受不了。 有人认为，DTC利用磁链幅值的Band—Band控制得到近似的圆形磁场，磁链幅值的波动会导致转矩波动，而VC是连续控制，磁链幅值不变，无转矩波动，这种看法欠妥。DTC中由于存在转矩Band—Band控制，转矩平均值不会受磁链变化影响而波动，磁链变化只影响电流波形；对于VC，由于变频器按PWM模式工作，在一个开关周期内不可控制，也不是连续控制，同样存在电流脉动并导致转矩脉动，6SE70的转矩脉动为2%。 综上所述，作者认为这两种系统无本质区别，只不过在实现转矩控制时走了不同的路，不存在谁优于谁、谁取代谁的问题。 |
