交流電機直接轉(zhuǎn)矩控制改進方案
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3．4 最優(yōu)空間電壓矢量調(diào)制
改進滯環(huán)調(diào)節(jié)器是通過細分滯環(huán)容差來提供更多的選擇開關(guān)表機會。改進逆變器是通過硬件方式提供更多的空間電壓矢量，但都受硬件結(jié)構(gòu)影響，逆變器提供的電壓矢量畢竟有限。直接轉(zhuǎn)矩控制采用Bang-bang控制，簡化了系統(tǒng)，但滯環(huán)比較器使得選擇電壓矢量時只根據(jù)磁鏈、轉(zhuǎn)矩誤差的方向，而并沒有準(zhǔn)確計算誤差大小，也沒有足夠多的電壓矢量以供選擇，這是產(chǎn)生磁鏈、轉(zhuǎn)矩脈動的根本原因。因此，如何構(gòu)成任意電壓矢量以及精確估算磁鏈、轉(zhuǎn)矩誤差，并以此來選擇任意所需電壓矢量是改善直接轉(zhuǎn)矩控制低速性能的熱點之一。
3．4．1 空間矢量調(diào)制(SVM)
傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制中，由于采用滯環(huán)比較器，只有當(dāng)磁鏈和轉(zhuǎn)矩誤差達到一定值時，逆變器才有新的工作狀態(tài)，且逆變器輸出電壓狀態(tài)有限，必然產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩脈動。SVM技術(shù)的基本思想是，在每一個循環(huán)控制周期中，通過計算得到一個能夠恰好補償當(dāng)前定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩誤差的電壓矢量，該電壓矢量可以用兩個相鄰的基本工作電壓矢量和零電壓矢量合成得到。很顯然，基于SVM技術(shù)的直接轉(zhuǎn)矩控制算法可以有效地減小輸出轉(zhuǎn)矩的波動。
應(yīng)該說，引入先進的控制策略都是基于電壓空間矢量調(diào)制技術(shù)。因為只有這樣，系統(tǒng)才能提供先進控制策略所需的任意大小和方向的電壓矢量。文獻[9]提出的無差拍控制，就是通過求解方程組得到下一控制周期的最優(yōu)電壓矢量。但這種方法存在計算時間過長不能保證方程組有解和依賴電機參數(shù)的缺點。文獻[10]提出的磁鏈預(yù)測控制其實是一種改進的無差拍控制，利用零電壓矢量和非零電壓矢量對磁鏈不同作用，預(yù)測下一控制周期使磁鏈誤差最小的電壓作用時間(非零電壓和零電壓矢量)。
3．4．2 占空比技術(shù)
若設(shè)定逆變器開關(guān)頻率為廠，在整個開關(guān)周期內(nèi)，所選空間電壓矢量一直作用于感應(yīng)電機，磁鏈、轉(zhuǎn)矩都會朝一個方向變化。在誤差較小的情況下，所選的電壓矢量在較短的時間內(nèi)就使轉(zhuǎn)矩達到參考值，而余下的時間沒有發(fā)生逆變器開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換．所選擇電壓矢量仍作用于電動機，使轉(zhuǎn)矩繼續(xù)沿原來方向變化，因而產(chǎn)生較大磁鏈和轉(zhuǎn)矩脈動。在每個采樣周期中，輸出電壓矢量只作用該周期的一部分時間，而剩余時間選擇零電壓矢量。如何確定每個采樣周期中輸出工作電壓矢量的作用時間(即占空比)是占空比控制技術(shù)的核心問題。從這方面來看，占空比技術(shù)是利用所選電壓矢量Vk和零矢量來合成所需電壓矢量，因此，也是SVM技術(shù)的一個特例。針對如何設(shè)置占空比，很多文獻提出了不同的方案，文獻[11]中提出采用模糊控制器確定占空比。
3．4．3 優(yōu)化開關(guān)表
開關(guān)表是根據(jù)系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置好的一些規(guī)則，規(guī)則的優(yōu)化能對改善控制效果起到一定的作用，但畢竟傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制中只有6個工作電壓和2個零電壓矢量，開關(guān)表改進的余地有限。
3．4．4 折角調(diào)制
六邊形磁鏈軌跡中，諧波分量較大，有文獻提出在正六邊形的每個頂點的附近分別產(chǎn)生一個對稱的折角(缺口)，使其軌跡向圓心靠攏一些，能夠起到了一定的作用。文獻[12]提出對六邊形磁鏈峰值進行折角處理，內(nèi)折邊平行于六邊形相應(yīng)的邊，形成內(nèi)陷十八邊形磁鏈軌跡。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/163772.htm
4 結(jié)論
直接轉(zhuǎn)矩控制自1985年由德國Denprock提出后，各國學(xué)者對其進行不斷改進，以其獲得更好的調(diào)速效果。雖然這些改進是基于不同的出發(fā)點，但歸根到底是對磁鏈控制的改進。對這些方案進行了大致分類，介紹各種方法的特點與不足。每種方案都使直接轉(zhuǎn)矩控制的性能得到改善，但都增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，使直接轉(zhuǎn)矩控制失去其結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。因此，如何改善直接轉(zhuǎn)矩控制性能而又不增加系統(tǒng)的復(fù)雜度，是未來學(xué)者們重點研究的問題之一。
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