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直接转矩控制(DTC)

直接转矩控制(Direct Torque Control, DTC)是一种通过直接控制电机磁链和转矩来实现电机速度控制的矢量电机控制技术。不像面向场控制(FOC)那样控制d- - -问-轴电机电流，DTC算法从电机位置和电流估计转矩和磁通值。然后使用PI控制器控制电机的转矩和磁通，最终产生运行电机的最佳电压。

电机控制模块™使用DTC空间矢量脉宽调制(DTC- svpwm)变体来控制永磁同步电机(PMSM)。该技术使用空间矢量调制(SVM)来产生脉宽调制(PWM)占空比，逆变器使用这些占空比来产生运行PMSM的三相电压。

该DTC-SVPWM算法估计电机转矩和磁链反馈值使用电流反馈(在α-β参考框架)从电机。该算法利用电机转速反馈来计算磁通参考值。转速PI控制器(外部控制环的一部分)使用转速误差输入来计算转矩参考值。磁链和转矩PI控制器(内部控制环的一部分)使用这些磁链和转矩参考以及磁链和转矩反馈值来计算d设在和问-轴参考电压。该算法使用PWM参考发生器块从这些参考电压生成PWM占空比(使用SVM)。

您可以使用基于传感器或无传感器的方法来确定当前转子位置。

磁链和转矩估计

电机控制模块使用的DTC-SVPWM算法利用这些瞬态机器模型方程来估计永磁同步电动机的磁通和转矩。

这些方程描述了从电流估计磁通α-β参考框架和转子位置:

ψ α ＝ l 年代 ⋅ 我 α + ψ P 米 ⋅ 因为 θ

ψ β ＝ l 年代 ⋅ 我 β + ψ P 米 ⋅ 罪 θ

ψ ＝ ψ α 2 + ψ β 2

这些方程描述了通量的单位(PU)计算:

ψ α p u ＝ （ ω b 一个 年代 e ⋅ l 年代 p u ⋅ 我 α p u ） + （ ψ P 米 p u ⋅ 因为 θ ）

ψ β p u ＝ （ ω b 一个 年代 e ⋅ l 年代 p u ⋅ 我 β p u ） + （ ψ P 米 p u ⋅ 罪 θ ）

ψ p u ＝ （ ψ α p u ） 2 + （ ψ β p u ） 2

ω b 一个 年代 e ＝ 2 ⋅ π ⋅ f b 一个 年代 e

这些方程描述了从电流估计转矩α-β参考帧:

T ＝ 3. 2 ⋅ p ⋅ （ ψ α 我 β − ψ β 我 α ）

这些方程描述了扭矩的单位(PU)计算:

T p u ＝ 1 ψ P 米 p u ⋅ （ ψ α p u 我 β p u − ψ β p u 我 α p u ）

地点:

  • ψ为永磁同步电动机转子磁链(韦伯)。

  • ψ聚氨酯是单位版的ψ(韦伯)。

  • ψα转子磁链是否沿α-轴α-β参考系(韦伯)。

  • ψα聚氨酯是单位版的ψα(韦伯)。

  • ψβ转子磁链是否沿β-轴α-β参考系(韦伯)。

  • ψβ聚氨酯是单位版的ψβ(韦伯)。

  • ψ点为永磁同步电动机的永磁磁链(韦伯)。

  • ψ点聚氨酯是单位版的ψ点(韦伯)。

  • l年代为永磁同步电动机的定子电感(Henry)。

  • l年代聚氨酯是单位版的l年代(亨利)。

  • 我α电机电流是否沿α-轴α-β参考系(安培)。

  • 我α聚氨酯是单位版的我α(安培)。

  • 我β电机电流是否沿β-轴α-β参考系(安培)。

  • 我β聚氨酯是单位版的我β(安培)。

  • θ为转子位置(由传感器捕获或由无传感器位置估计确定)(Radians)。

  • ω基地为电机的机械基本速度(弧度/秒)。

  • f基地为电机的机械频率(赫兹)。

  • T为转子转矩，Nm。

  • T聚氨酯是单位版的T(纳米)。

  • p是电机的极对数。