直接转矩控制变频器的优化方案

直接转矩控制（DTC）于1985年由德国学者M.Depenbrock提出。它摒弃了矢量控制中的解耦思想，而是通过实时检测磁通幅值和转矩值，分别与磁通和转矩给定值比较，由磁通和转矩调节器直接输出所需要的电压矢量值。图5-2是ABB公司ACS800系列变频器直接转矩控制系统框图。

图5-2 ACS800系列变频器直接转矩控制系统框图

从图5-2中可以看出，直接转矩控制系统由速度控制环和转矩控制环组成，其中转矩控制环是该系统的控制中心。转矩控制环由四部分组成：电压和电流检测环节、自适应电动机模型、转矩比较器和磁通比较器、脉冲优化选择器。

1.电压和电流检测环节 将变频器输出电流检测值和变频器直流侧电压检测值以及变频器开关位置信号，一并输入到自适应电动机模型单元。

2.自适应电动机模型单元 自适应电动机模型单元的作用是通过检测输入电动机的电压和电流来自动识别电动机的基本参数：定子电阻、定子和转子互感以及磁通饱和系数，然后直接输出电动机的转矩和磁场反馈值。该电动机模型是直接转矩控制的关键单元。对于大多数工业应用场合，如果转速控制精度大于0.5%，可用转速闭环反馈。

3.转矩比较器和磁通比较器 这类比较器的作用是将反馈值分别与其参考值每25ms比较一次，通过用两点式滞环调节器来输出转矩或磁场的状态。(www.xing528.com)

4.脉冲优化选择器 脉冲优化选择器是一个具有ASIC技术的40MHz数字信号处理器（DSP），所有控制信号均经过光电传输，这样使得该单元具有很高的处理速度，从而使驱动变频器脉冲信号得到优化。

DTC控制模式的主要特点：

（1）调速范围，在无速度传感器时为1∶50。

（2）速度控制精度，在无速度传感器时小于0.5%，在速度闭环时为0.001%。

（3）在全速度范围内，转矩波动为2%额定转矩以下；无速度传感器时转矩上升时间小于2ms，并且在0.5Hz以下，转矩可达100%额定转矩。

（4）无预置开关控制模式。