���������∗��� (k)、 ���������∗��� (k-1) ：分别为当前时刻和上一时刻的电磁矩 给定值 e(k)、e(k-1) ：分别为当前时刻和上一时刻的转速误差； ������������、������������ ：分别为比例和积分常数； ������������������������为电磁转矩的限幅值。
定子电阻对磁链轨迹的影响
������������ ������ = න ������������ ������ − ������������������������(������)
根据定子磁链与电压的关系知，定子磁链 为定子电压的积分，同时也受电机定子电 阻的影响。 由������������ − ������������������������产生的磁链增量较������������产生的磁 链增量在方向上更加接近圆心。当定子磁 链的相位处于磁链区间的分界处时，由于 ������������不会对磁链幅值产生影响，但������������ − ������������������������ 却使磁链的幅值减小。这时，即使系统发 出的控制信号是增加磁链的幅值，而实际 却是使磁链的幅值减小。
Te Te
Te* HT Te* HT
ST为磁链滞环比较器的输出信号，
ST为0时表示减小转矩，ST为1时表 示增大转矩； ���������∗��� 为转矩给定值； ������������ 转矩滞环
确定电压矢量表
S2 S6
β S3
S1
S4
S5
磁链扇区
ST
SF
S1
S3
S2
S6
S4
S5
于转
0
的 情 况
矩 滞 环 容
差
等
低 速 情
况
下
转
矩
滞
10%
于转
环
矩
容
滞
差
的环
对
情容
电
况差
流
等
谐
波
的
影
响
于转
0
的 情 况
矩 滞 环 容
差
等
高 速 条
件
下
不
同
转
矩
容
于转
差
10%
矩
对
滞
电
的环
流
情容
谐
况差
波
等
的
影
响
结论
电子电阻在低速情况下会导致定子磁链轨迹的畸变; 磁链滞环容差会对定子电流的谐波产生严重的影响,且主要分布在低频段上; 转矩滞环容差对转矩的影响比较复杂,在低速和高速情况下都会导致转矩周期性的锯
直接转矩控制应用实例
第十三组
童乐 2120150863
魏苗苗 2120150868
直接转矩控制的特点
直接转矩控制在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，直接控制磁链 和转矩，计算简单。
直接转矩控制用电压矢量直接控制转矩，控制信号的物理概念明确。 直接转矩控制方法，转矩和磁链都采用两点式调节器，把误差限制在容许
0
0
001 101 100 110 010 011
0
1
101 100 110 010 011 001
1
0
010 011 001 101 100 110
1
1
110 010 011 001 101 110
根据转矩信号ST、磁链信号SF以及扇区S查开关表确定电压 矢量，确定了作用的开关量后，就可以写PWM寄存器。
Te p(ψsαiβ ψsαiα )
转速调节器

转速调节器采用带输出限幅的数字增量式PI调节器，其输入为转速误差，输出为电磁转矩 的给定值。
Te* (k) Te* (k 1) (KP KI )e(k) KPe(k 1)
TTee**

Tmax , if Te* Tmax Tmax , if Te* Tmax
确定三相定子电压和电流
PWM逆变电路输出的定子电压计算：
电压和电流的3/2变换：
磁链与转矩观测模型
磁链观测模型：电压—电流模型
ψsα (uα iα Rs )dt

ψsβ (uβ iβ Rs )dt
ψs ψs2α ψs2β
依据上式计算定子磁链幅值和幅角
转矩观测模型：磁链—电流模型
确定三相定子电压和电流
在DTC实现程序中，执行AD转换后，获得采样数据： 两相定子电流������������、������������和直流母线电压������dc。由开关状 态和直流母线电压������dc，可以计算得到PWM逆变电 路输出的三相定子电压，记为 ������������、������������ 、������������
的范围内。 直接转矩控制中定子磁场定向，只要定子电阻确定就可以观测出磁链，减
少了电机参数对系统性能的影响。
磁链闭环直接转矩控制原理框图
应用实例
控制对象：可功率回收的电机交流调速驱动电路 控制芯片：TMS320F28335 编译器：CCS3.3 程序下装：JTAG仿真器
系统软件设计
系统仿真结果
定子磁链
转子转速
系统仿真结果
电磁转矩
定子电流
电压空间矢量对定子磁链的影响
（1）当所施加的电压矢量与当前磁链矢量之间的 夹角的绝对值小于90°时，该矢量作用的结果是使 得磁链幅值增加； （2）当所施加的电压矢量与当前磁链矢量之间的 夹角的绝对值大于90°时，该矢量作用的结果是使 得磁链幅值增加； （3）当所施加的电压矢量与当前磁链矢量之间的 夹角的绝对值等于90°时（包括零矢量），该矢量 作用的结果是使得磁链幅值基本保持不变；
系统软件设计包括初始化程序和 DTC实现程序，DTC实现程序是 通过定时器中断实现的。
系统软件设计—初始化
初始化程序主要包括：设 定电机参数、变量赋初值、 以及定时器、ADC、I/O 、 ePWM等模块的初始化。
系统软件设计—DTC实现
DTC实现程序是通过定时器中断实 现的，其中断服务程序包括AD转 换、3/2变换、转矩和磁链观测模 型、读取转速并计算转矩给定值、 转矩和磁链滞环比较器、磁链扇区 的判断、查表确定电压矢量、写 PWM寄存器等。
对定子电阻补偿后定子电阻的轨迹
磁链滞环容差对电流谐波的影响
电机的输出转矩是定子磁链与定 子电流的函数，在保持恒定转矩 输出的情况下，定子电流谐波与 定子磁链就存在某种关系
异步电动机的空间等效电路图
在磁链滞环容差 等于零的条件下， 定子磁链轨迹为 较理想的圆形， 电流波形也呈比 较标准的正弦波。 但是，当磁链滞 环容差等于额定 值的10%时，定 子磁链轨迹呈多 边形，定子电流 也出现了较大的 波动，说明谐波 成分大
磁链滞环控制器
SF 0,if ψs ψs * Hψ
SF 0,if
ψs ψs * Hψ
SF为磁链滞环比较器的输出信号，
为0时表示减小磁链，为1时表示增 大磁链； ������������ ∗为磁链给定值；������������ 磁链滞环
转矩滞环控制器
ST=0, if ST=1, if
齿形波动.但是当电机运行于低速时,电机输出转矩的平均值会大于转矩的给定值,而 当电机运行于高速时,电机输出转矩的平均值小于转矩的给定值。 转矩滞环容差对转矩的影响比较复杂,在低速和高速情况下都会导致转矩周期性的锯 齿形波动.但是当电机运行于低速时,电机输出转矩的平均值会大于转矩的给定值,而 当电机运行于高速时,电机输出转矩的平均值小于转矩的给定值。
定子电阻对磁链轨迹的影响
未对定子电阻补偿时定子电阻的轨迹
为了补偿定子电阻影响，在 判断定子磁链所处的区间时 需要将当前的相位角度������减 去Δ������作为新的磁链定位角 度，这样即使是磁链处于磁 链区间的分界处，电压矢量 ������������ − ������������������������使定子磁链幅值增 量为0，也不会使其幅值减 小，能有效地改善定子磁链 轨迹的畸变。