直接转矩控制的方法（详解DTC直接转矩控制）

直接转矩控制——也成为DTC，是目前世界上已开发的最先进的交流传动技术，广泛应用在水处理、化工、造纸、发电、物料传送、空调等工业领域。

那么，DTC是如何工作的呢？

如上图，我们可以看到DTC有两个基本部分，转矩控制环和速度控制环。

先看转矩控制环。

1、 电压电流检测

在正常运行时，电机两相的电流和直流母线电压以及逆变器的开关状态可以北测量。

2、 自适应电机模型

从电机检测到的信息流入自适应电机模型。

精准的电机模型可以计算处精确的电机数据，在DTC传动运行之前，电机模型在电机辨识过程中收集数据，这个过程被称之为自动辨识，电机的定子电阻、电感系数和磁饱和系数与电机的惯量有关。

电机模型参数的辨识可以在电机轴不旋转的情况下进行。这使得电机在锁死的状态下也可以使用DTC技术。

在辨识过程中电机轴转动若干秒，就会获得更完美的电机模型参数。

如果对静态速度精度的要求和大多数工业应用场合相同，为大于0.5%，就不需要使用测速计和编码器来反馈电机轴的速度或者位置。

电机模型时DTC技术无与伦比的低速性能的关键。电机模型输出的控制信号直接描述了电机的转矩和磁通状态，轴的速度也是由电机模型计算出来的。

3、 转矩比较器和磁通比较器

控制功率器件开关的信号由转矩、磁通比较器产生。

实际转矩和实际磁通进入比较器，没25微秒与给定值进行一次比较。转矩和磁通状态信号采用两水平置换控制方式计算得出。

这些信号被输送到最优脉冲选择器。

4、 最优脉冲选择器

最优脉冲选择器的内部使用的是最先进的40MHZ数字信号处理器（DSP）与专用集成电路硬件一起来确定逆变器的开关逻辑。此外，所有控制信号通过高速光纤来传输。

这种结构极大地提高了处理速度，每25微妙逆变器的半导体开关装置收到一个脉冲来控制功率器件的通断或保持，以保证电机转矩的精确。

每个控制周期都确定正确的开关组合。没有预定的开关模式。DTC被控制在“恰当的时间”开关，和传动的PWM传动有30%不必要的开关转换不同的是，DTC的每一次开关都是必要的。

这种高速的开关时DTC成功的基础，主要的电机控制参数每秒更新4万次。这使得电机轴可以快速响应，所以要求电机模型可以随时更新这些数据。

正是这种处理速度，带来了包括在无编码器时±0.5%的静态速度控制精度以及低于2ms的转矩相应的高性能。

速度控制

5、 转矩给定控制器

在转矩给定控制器的内部，速度控制输出被转矩限幅和直流母线电压所限制。

它还包括当使用一个外部转矩信号时速度控制的情况，从这个功能块输出的内部转矩给定进入到转矩比较器。

6、 速度控制器

速度控制器由 PID调节器和减速度补偿器两部分组成。外部速度给定信号与在电机模型中产生的实际速度进行比较。偏差信号进入PID调节器和加速度补偿器，控制块的输出值为二者输出值之和。

7、 磁通给定控制器

定子磁通的绝对值从磁通给定控制器发送到磁通比较功能块。控制和修改该绝对值为实现逆变器的很多功能提供了便捷的手段，比如磁通加速和磁通制动。

以上就是DTC工作原理，欢迎大家交流相关的知识。