4.6 驱动功率保护中断 25

4.7 通用定时器中断服务程序模块 26

4.8 电压空间矢量PWM波的产生 28

结论 29

参考文献 30

致谢 31

附录 32

1 绪论    

    现代社会中,不仅在工农业生产、国防、科技而且在日常生活等各个方面,电动机都被作为主要的动力设备。由于采用的电流制式不同，可将电机分为交流和直流两种,其中交流电动机形式多样、用途各异、拥有量最多。交流电动机又可细分为同步电动机和异步(感应)电动机两大类。在实际应用中,电动机要具有较高的机电能量转换效率;二由生产机械的工艺要求控制和调节电动机的旋转速度。因为电动机的调速性能对提高产品质量和劳动生产率及节省电能有着根本性的影响。所以,调速技术一直是研究的热点。

1.1 交流调速技术的发展与现状

    因为直流电是最早被普遍应用的电源,所以最早的电气传动方式就是直流传动。在20世纪30年代以后,直流调速系统被广泛应用。直流电机具有优异的转矩控制性能,改变电枢电流就能简便而线性地、无时间滞后地控制转矩。因此长期以来,只要要求调速范围广、速度控制精度高和动态响应性能好的场合,直流电动机调速系统都被广泛应用。从19世纪90年代后,交流电产生了,三相交流电的输送和分配问题被解决了,经济适用的鼠笼式异步电动机被发明出来了,所以交流电气传动在工业中被得到了广泛应用。近十几年来,科学技术的迅速发展为交流调速技术的发展创提供了有利的技术条件和物质基础。交流电动机的调速系统不仅性能同直流电动机的性能一样,而且成本和维护费用与直流电动机系统比更低,可靠性更高。今天,由于电力电子技术、数字控制技术和控制策略的快速发展及应用,交流调速传动系统被广泛的应用。

1.2 直接转矩控制的原理和特点

直接转矩控制就是就是根据计算得出的反馈值（转速、电流）（没有实际值，因为在电机内部安装传感器并不实用，一般反馈量都是计算出来的）与给定值相比较，根据偏差（两种：转矩和磁链）大小，选取适当的电压矢量（开关状态）。电压矢量对定子磁链进行控制（幅值，相位），从而改变转矩。

直接转矩控制的优点(l)直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型、控制电动机的磁链和转矩,计算过程简单。(2)直接转矩控制磁场定向所用的是定子磁链,通过定子电阻即可观测。而矢量控制磁场定向所用的转子磁链的观测需要知道电动机的转子电感和电阻。因此直接转矩控制减少了矢量控制中控制性能易受参数变化影响的问题。(3)直接转矩控制采用空间矢量的概念来分析异步电动机的数学模型和控制其各物理量,使问题变得简单明了。(4)直接转矩控制是直接将转矩作为被控量,直接对其进行控制而不是像矢量控制那样通过控制电流、磁链等量来间接控制转矩。

2 直接转矩控制基本原理及电机模型

2.1 异步电机的稳态模型

    三相异步电机主要有定子和转子组成，其中定子和转子中间的是空气缝隙[1]，另外还包括外围的端盖、风扇、机座等部件。下面就主要涉及到的定子、转子做介绍