一、引言

傳統(tǒng)的異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，且當(dāng)考慮定子電阻的影響時(shí)，其電壓矢量選擇在扇區(qū)分界線附近會(huì)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致控制性能變差。本文在借鑒三電平逆變器單一矢量及合成矢量的直接轉(zhuǎn)矩控制研究和兩電平12扇區(qū)直接轉(zhuǎn)矩控制的基礎(chǔ)上，將兩電平12扇區(qū)段的方法推廣到三電平研究中，介紹扇區(qū)細(xì)分24區(qū)段的三電平逆變器直接轉(zhuǎn)矩控制方法，并對(duì)其進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

二、傳統(tǒng)12扇區(qū)直接轉(zhuǎn)矩控制電壓矢量選擇存在的問題

傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，電壓矢量的扇區(qū)從1變換到12.靜止坐標(biāo)系alpha軸作為一扇區(qū)的中心，沿逆時(shí)針方向順序等分，如圖1所示。

考慮定子電阻壓降影響時(shí)，傳統(tǒng)磁鏈閉環(huán)直接轉(zhuǎn)矩控制的電壓矢量選擇表在某些情況下是不正確的。對(duì)于12個(gè)工作電壓矢量、12扇區(qū)的控制方法，若考慮定子電阻壓降的影響，很難在一個(gè)區(qū)間內(nèi)選用一個(gè)電壓矢量來同時(shí)實(shí)現(xiàn)定子磁鏈幅值和轉(zhuǎn)矩的增加或同時(shí)實(shí)現(xiàn)定子磁鏈的增加和轉(zhuǎn)矩減小。

三、24扇區(qū)細(xì)分的電壓矢量選擇表

根據(jù)前面的分析，考慮定子電阻壓降的影響，傳統(tǒng)磁鏈閉環(huán)的直接轉(zhuǎn)矩控制的電壓思量選擇表在某些情況下是不正確的。另外，傳統(tǒng)磁鏈閉環(huán)直接轉(zhuǎn)矩控制磁鏈幅值在扇區(qū)線附近嚴(yán)重不對(duì)稱，這將影響磁鏈、電流、轉(zhuǎn)矩的控制性能。本節(jié)介紹24扇區(qū)的改進(jìn)型直接轉(zhuǎn)矩控制。

以上就糾正了上節(jié)分析出的傳統(tǒng)12扇區(qū)方法當(dāng)定子考慮定子電阻壓降時(shí)，在扇區(qū)線附近磁路不對(duì)成的問題。

四、建模分析和總結(jié)

圖3 基于24扇區(qū)細(xì)分的三電平異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真

圖4 24扇區(qū)

（a）12扇區(qū)

（b）24扇區(qū)

圖2-4 異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真波形變化情況（1440r/min）

在借鑒三電平逆變器單一矢量及合成矢量的直接轉(zhuǎn)矩控制研究和兩電平12扇區(qū)的DTC研究的基礎(chǔ)上，開始介紹三電平12扇區(qū)后細(xì)分成24扇區(qū)，并對(duì)其進(jìn)行仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明該方法具有良好的性能。

審核編輯：劉清