基于空间矢量调制的直接转矩控制算法研究_张华强.pdf

第16卷第6期电机与控制学报Vol.16No.6
2012年6月ELECTRICMACHINESANDCONTROLJun．2012

基于空间矢量调制的直接转矩控制算法研究

张华强，王新生，魏鹏飞，徐殿国
(哈尔滨工业大学电气工程系，黑龙江哈尔滨150001)

摘要:针对传统的直接转矩控制由于采用滞环比较器对磁链和转矩进行直接控制，导致出现开关
频率不恒定，磁链和转矩脉动大的问题，提出一种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法。根据感
应电机的数学模型，建立磁链、转矩双闭环PI控制回路。直接以磁链和转矩作为控制量，采用空间
电压矢量调制策略。该方法具有矢量控制连续平滑和直接转矩控制快速响应的特性。仿真和实验
结果表明，相对于传统的直接转矩控制，基于空间矢量调制的直接转矩控制方案的开关频率恒定，
大大减小了转矩脉动，改善了电流和磁链波形，使系统具有良好的动、静态性能，验证了该方法的可
行性和有效性。
关键词:直接转矩控制;空间矢量调制;控制算法;PI调节器;脉动
中图分类号:TM343文献标志码:A文章编号:1007－449X(2012)06－0013－06

Studyondirecttorquecontrolalgorithmbasedon
spacevectormodulation

ZHANGHua-qiang，WANGXin-sheng，WEIPeng-fei，XUDian-guo
(DepartmentofElectricalEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)

Abstract:Aimingattheproblemofhighfluxandtorqueripplesappearedforitsvariableswitchingfre-
quencyofthetraditionaldirecttorquecontrol(DTC)schemewithapairofhysteresiscomparatorstocon-
trolmotorstatorfluxandelectromagnetictorque，akindofdirecttorquecontrolwithspacevectormodula-
tion(DTC-SVM)wasschemepresented．Thedoubleclosed-loopfluxandtorquePIcontrolarithmetic
wasestablishedbasedonthemathematicalmodelofinductionmotor．Treatfluxandtorqueascontrolvar-
iable，vectorcontrolcontinuoussmooth，constantswitchingfrequencyanddirecttorquecontrolfastre-
sponsecharacteristicswereabsorbed．Simulationandexperimentresultsshowthatthefluxandtorquerip-
plesdecreasedgreatly，thestaticanddynamicperformanceofthesystemwasimprovedwhentheDTC-
SVMschemeinconstantswitchingfrequencycomparedwiththetraditionalDTC，andthecorrectnessand
feasibilityofthismethodareverified．
Keywords:directtorquecontrol;spacevectormodulation;controlalgorithm;PIcontroller;ripple

收稿日期:2011－12－11
基金项目:科技部创新基金(11C26223702363);山东省中青年科学家奖励基金(BS2010NJ001);山东省科技发展计划基金(2011GGH20411)
作者简介:张华强(1967—)，男，博士，教授，研究方向为电力电子技术;
王新生(1970—)，女，博士，副教授，研究方向为电力电子技术;
魏鹏飞(1986—)，男，硕士研究生，研究方向为电力电子技术;
徐殿国(1960—)，男，博士，教授，博士生导师，研究方向为电力电子技术。
通讯作者:张华强

书
14电机与控制学报第16卷

传统DTC控制方案是基于感应电机在两相静
0引言
止坐标α－β上的模型建立的。先测量电机端电
由于交流异步电机具有结构简单、无换向器、压和电流，通过三相静止坐标到两相静止坐标变
坚固耐用及成本低廉等优点，交流调速系统得到换