3.5 电压空间矢量开关表
如图3.4,电压空间矢量将平面划分为6个扇区,6条虚线代表各个扇区间的分界线,每个扇区包含一个非零电压矢量,并且是该扇区的角平分线,称扇区主矢量。
图3.4电压空间矢量与扇形区域
根据磁链和转矩调节器的输出来选择下一周期要施加的电压矢量,实现电机的直接转矩控制,需要兼顾磁链和转矩的控制。以2扇区为例来,在此区域中, 为正向力矩矢量, 为反向力矩矢量,而 是使磁链减小的矢量, 是使磁链增大的矢量。因此如果需要既增大磁链,同时又需要正向力矩的话,就应该选择电压矢量 ;如果增大磁链,同时需要反向力矩的话,选择 ;如果减小磁链,同时需要正向力矩的话,选择 ;如果减小磁链,同时需要反向力矩的话选择 。利用这样的原理,在整个磁链角空间里列成一个定子向量表,来表示在不同区域里所有情况下的电压矢量选择,在此区域中具体的选择方法( 逆时针运动)如表3所示:
综上可以把直接转矩控制总结为:在控制系统中根据定子磁链的幅值以及电磁转矩的当前值,分别与给定的磁链的幅值以及电磁转矩的值进行比较,给出正确的磁链开关信号,从6个有效电压矢量中选择一个最佳的控制矢量,使电机运行在期望最佳状态。
表3 转矩、磁链、扇形区间开关控制表
S(1) S(2) S(3) S(4) S(5) S(6)
1 0 V2 V3 V4 V5 V6 V1
1 V7 V0 V7 V0 V7 V0
2 V6 V1 V2 V3 V4 V5
2 0 V3 V4 V5 V6 V1 V2
1 V0 V7 V0 V7 V0 V7
2 V5 V6 V1 V2 V3 V4
4 .直接转矩控制的系统设计
通过对定子端电流、电压的采样信号进行3s/2s变换,再计算 静止坐标系下的两相电压、电流,然后同速度反馈信号一起进入转矩观测模型和磁链观测模型,得到磁链和转矩的估计值 ,在转矩调节器和磁链调节器中与转矩和
图4.1直接转矩控制系统的原理图
磁链给定值 进行比较,得出系统的状态信息,最后根据磁链扇形区间判断模块的输出信号,从开关状态表中选出适合的开关状态驱动逆变器,给电机提供最优的电压空间矢量实现电机高性能的转矩控制。
4.1调节器设计
4.1.1磁链调节器设计
在直接转矩控制系统中,磁链调节就是对定子磁链幅值进行两点式调节,由磁链滞环比较器实现,也就是施密特触发器。调节器的容差宽度为± ,即定子磁链幅值相对于给定值所允许的波动范围。磁链调节器的输入信号是磁链给定值与磁链反馈值之差,其输出值为磁链开关信号。如图4.2是磁链调节器的原理图:
图4.2 磁链调节器的原理图
其中 是磁链给定值, 是磁链反馈至, 是磁链给定值和反馈值的误差值, 为误差带, 是磁链调节器的输出,根据原理图可以得出磁链调节器的输出: 基于DSP的异步电动机直接转矩控制系统设计(7):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_2240.html