文章编号:1006-4729(2008)03・0203-04直接转矩控制系统的性能仿真分析梅柏杉▽，陈晖I,汤凌峰3(1•上海电力学院电力与自动化工程学院，上海200090;2•湖南湘潭大学信息工程学院，湖南湘潭411105；3.上海大学机电工程及其自动化学院，上海200G72)摘要：在Matlab环境下，根据异步电机直接转矩控制系统的数学模型，采用Simulink模块完成了直接转矩控制系统的建模与仿真•仿真实验结果表明，直接转矩控制系统具有结构简单、转矩响应快速、會棒性强等优点•同时也简单分析了直接转矩控制系统低速下所存在的问题.关键词：玄接转矩控制；异步电机；Matlab中图分类号：TM921.51；TP273*.22文献标识码:AModelingandSimulationResearchofDirectTorqueControlSystemMEIBai-shan'^.CHENHui1,TANGLing-feng3(LSchoolofElectricPowerandAutomationEngineering.ShanghaiUnwenityofElectricPowertShanghai200090,China;2.CollegeofInformationEngineering,XiangUmUniversityXiangtan411105,China；3.CollegeofMechatronic^EngineeringandAiUomation9ShanghaiUniversity,Shanghai20072,China)Abstract：UnderMatlab9basedonthemathematicalmodelofdirecttorquecontrolsystemtthe*modelingandsimulationofdirecttorquecontrolsystemiscompleted,isintroduced.TheexperimentalresultshowsthatDTCisagoodsystemwithsimplestructureffastresponsetorque9strongrobustness.TheproblemswithDTCsystematlowspeedarealsoanalyzed.Keywords：directtorquecontrol；inductionmotor；Matlab当前高性能的交流变频调速技术主要有两种:矢債控制技术和直接转矩控制技术.直接转矩控制技术(DirectTorqueControl,DTC)是Dcpenbrock在20世纪80年代提岀的⑴.DTC是把转矩直接作为被控量，而不是通过电流、磁链间接控制.在很大程度上解决了控制系统特性易受电机参数变化影响、实际性能难以达到理论分析结果的一些巫要技术问题•直接转矩控制系统直接在定子坐标系下采用空间电压矢帚的概念来分析三相交流电机的数学模型和各控制物理量,使问题变得简单明了•直接转矩控制系统具有以下几个特点⑴：采用Bang-Bang控制从而得收稿日期：2008-06-27作者简介：梅柏杉(1957-)，男，教授，硕士生导师，湖南湘潭人.主耍研究方向为特种电机及其控制系统.E-mail：meibs67@163・com.基金项目：上海市垂点学科建设项目(P1301)；上海市科委重点项目(061612040)；上海市教委自然科学一般项目(07ZZ146).到快速的转矩响应;控制性能不受转子参数影响,提高了系统鲁棒性;省去了旋转变换和电流控制,简化了控制器的结构.直接转矩控制技术一诞生，就以自己新颖的控制思想，简洁的系统结构，优良的动、静态性能,受到了普遍的关注并得到了广泛的应用⑶.本文根据异步电机在定子坐标系下的数学模型,得出直接转矩控制系统的原理和基本框图•介绍了DTC系统各组成部分，采用Matlab/Simulink软件对该系统进行仿真研究，得出了转速、转矩波形，并分析了直接转矩控制存在的问题⑷.1异步电机数学模型由于直接转矩控制是基于静止坐标系上的,因此采用话坐标系上的数学模型.11“和”坐标下异步电机数学模型话坐标下异步电机数学模型⑸如下.电压矩阵方程为A+M0£WP0■■•■%0Rs+厶P0(1)QP込R「+L.P迅--込4»P-迅&+LrP.•式中：——定子a,0轴电压；------------转子a,0轴电压；•，如--定子a，B轴电流；订----转子a,0轴电流；&，&——定子电阻和转子电阻；——定子电感、转子电感和互感;P——微分算子；3——转子角速度.磁链方程为链矢量相互作用的结果•电磁转矩可写成如下形式式中——电机转子漏感和定子漏感之和；勺——电机极对数；0——定子磁链和转子磁链的夹角，即磁通角.由式(4)看岀，电机转矩与定子、转子磁链幅值及磁通角有关•实际运行中，为了充分利用铁心，通常保持定子磁链幅值为恒定值•转子磁链幅值由负载决定•因此，通过改变磁通角的大小就可以改变电磁转矩的大小•由于交流电机的转子电气时间常数一般较大，相对于定子磁链而言变化较缓慢•因此可以通过控制定子磁链的旋转速度即可改变磁通角的大小.电机的定子磁链和定子电压存在积分关系，控制定...