第45卷第7期2011年7月

电力电子技术

PowerElectronics

Vol.45，No.7July2011

感应电机空间矢量直接转矩控制的数字实现

孙振兴，张兴华

（南京工业大学，自动化学院，江苏南京

210009）

摘要：给出一种感应电机空间矢量直接转矩控制（的数字实现方法，详细阐述了以TMS320F2812作为控DTC）

制器核心的直接转矩变频调速系统的软、硬件设计方案。采用空间矢量脉宽调制（方式生成逆变器开SVPWM）关控制信号，有效减小了转矩和磁链的脉动，实现了感应电机的高性能控制。实验结果表明，该系统起动迅速，静态性能优良。运行平稳，动、

关键词：感应电机；空间矢量脉宽调制；直接转矩控制中图分类号：TM571

文献标识码：A

文章编号：1000-100X（2011）07-0058-03

ADigitalImplementationforSpaceVectorModulationDirectTorqueControlofInductionMotor

SUNZhen-xing，ZHANGXing-hua

（NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China）

Abstract：Adigitalimplementationmethodofspacevectorpulsewidthmodulationdirecttorquecontrol（DTC）systemofinductionmotorsispresented.ThesoftwareandhardwaredesignschemeofDTCdrivingsystemusingtheTMS320F2812asthemaincontrollerisinvestigated.Byusingspacevectormodulationmethodtoproduceinverterswitchcontrolsignal，thefluxandthetorqueripplearereducedsignificantly.Consequently，thehighperformancecon-trolofinductionmotordrivingsystemisrealized.Theexperimentalresultsshowthatthedrivingsystemstartsquicklyandoperatessmoothly.Thesystemhasexcellentdynamicandsteady-stateperformance.Keywords：inductionmotor；spacevectorpulsewidthmodulation；directtorquecontrol

；FoundationProject：SupportedbyNationalNaturalsciencefoundationofChina（No.60974009）SixTalentFloodTideProjectofJiangsuProvince（No.09E010）

1引言

量，然后利用SVPWM合成该矢量。由于采样时刻的电压和定子磁链误差可在下一个控制周期内得

到补偿，因此转矩和定子磁链的脉动较小，且SVPWM算法保证了逆变器开关频率恒定[3]。

在此给出了一种SVPWM-DTC的数字实现方

二极管整流桥和案。以TMS320F2812为控制器，

采用高速光耦完全IGBT逆变桥组成功率主电路，

隔离高压与低压侧的PWM驱动信号，保证驱动板不受高压干扰，构造数字化的SVPWM-DTC系统，实现了高性能感应电机的变频调速。

DTC是继矢量控制后发展起来的一种高性能

交流调速方法，具有动态响应快，控制简单及鲁棒性好等优点。基于滞环DTC有两种基本实现类型：和开关逻辑表的DTC及空间矢量调制（SVPWM）前者采用滞环比较定子磁链和转矩与参考DTC[1]。

值之间误差，依据比较结果，通过查表选择基本电压矢量对电机转矩、定子磁链进行直接控制。该方法在一个采样周期内仅作用一个固定的电压空间矢量，忽略了转矩和定子磁链误差的大小，导致低速时较大的转矩和磁链脉动，且逆变器的开关频率不固定[2]。后者根据转矩和定子磁链的误差采用PI控制，通过驱使误差为零确定参考电压矢

基金项目：国家自然科学基金资助项目（60974009）；江苏省“六大人才高峰”项目（09E010）定稿日期：2010-12-30

作者简介：孙振兴（1984-），男，江苏常州人，硕士，研究方向为交流电机驱动控制。

2

2.1

直接转矩控制的基本原理和系统结构

基本原理

根据交流电机理论，感应电机的转矩方程为：

Te=3Ψs

σ

量；θT为转矩角。

ΨrsinθT

（1）

式中：Lσ为漏电感；Ψs为定子磁链矢量；Ψr为转子磁链矢

电机运行时，为充分利用电动机的定额，通常保持定子磁链的幅值为额定值，转子磁链幅值由

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