摘要：在建立異步電機直接轉矩控制系統的數學模型基礎上，介紹了一種以tms320f2812為主控芯片和智能功率模塊作為主電路，采用空間電壓矢量脈寬調制技術得到逆變器的開關控制信號的全數異步電機直接轉矩控制系統實現，給出了系統的硬件和軟件結構。實驗結果表明，采用svpwm技術的異步電機直接轉矩控制系統實現簡

單，性能優良，大大改善了電機的運行品質，提高r電壓利用率。

關鍵詞：tms320f2812；直接轉矩控制；智能功率模塊；異步電機

中圖分類號：tm343    文獻標志碼：a    文章編號：1001-6848(2010)06-0074-04

  異步電動機直接轉矩控制是繼矢量控制之后又一種新型的具有高性能的交流電機變頻調速技術，不同于矢量控制技術，它在很大程度上解決了矢量控制中計算復雜、特性易受電機參數變化的影響、實際性能難以達到理論分析結果的一些重要技術問題，其原理是利用空間矢量分析直接轉矩控制系統的原理是利用空間矢量分析法、采用定子磁場定向、將實時檢測到的定子電流和電壓進行3/2變換、從而直接在靜止的α-β坐標系下計算交流電機的轉矩和磁鏈，再分別與給定轉矩和磁鏈進行比較、進行bang-bang控制，根據控制器輸出結果和磁鏈位置查找****開關表產生pwm信號，直接對逆變器的開關狀態進行****控制01。本文給出了一種基于數字信號處理器tms320f2812和智能功率模塊的異步電機直接矩轉控制的實現方案，闡述了系統的硬件組成和軟件設計方法，并對系統進行了實驗研究，給出了實驗結果。

  采用空間矢量分析方法，通過坐標變換可得直接轉矩控制系統在α-β坐標系上的數學模型為：

  其電壓方程為：

定子磁鏈方程為：

 

轉矩方程為：

    根據上述模型，可得直接轉矩控制系統的原理框圖如圖1所示，控制系統在低速運行時采用近似圓形的磁鏈軌跡，以此來保證在低定子頻率下維持轉矩和磁鏈基本不變。由圖l可見，通過檢測定子電壓ua，ub，uc和定子電流ia，ib，ic，經3／2坐標變換，得到uα，uβ，iα，iβ，用式(1)~式(5)計算出定子磁鏈和電磁轉矩觀測值后，即可對兩者進行閉環控制，由磁鏈所在的空間位置和查開關表輸出開關狀態。當逆變器處于某一工作狀態時，磁鏈軌跡沿該狀態對應的電壓矢量方向運動，速度與電壓矢量的幅值成比例，為了改變磁鏈矢量的旋轉速度，需引入零電壓矢量，在零電壓矢量作用期間，磁鏈停止不動。交替使用工作矢量和零矢量，可有效控制磁鏈速度。這樣選擇合適的卒間電壓矢量可使定子磁鏈矢量的軌跡近似圓形，并且矢量旋轉的速度通過改變逆變器輸出的零電壓矢量和工作電壓矢墨的作用時間來控制。零電壓矢量是由轉矩bang-bang控制來實現的，其控制過程是，當轉矩與給定值的差值大于滯環寬度時，逆變器轉入零矢量控制，磁鏈停轉，轉矩下降，直到轉矩與給定值的差值小于滯環寬度時，再轉人工作矢量狀態，如此反復。控制過程中，如果定子磁鏈要求增加，dψ1=1，如果定子磁鏈要求減小，dψ1=0;如果轉矩要求增加，dte=l，如果轉矩要求減小，d te=o，如果轉矩不變，dte=0。根據ddψ1和dte及定子磁鏈在空間的位置，按開關表選出合適的電壓矢量。逆變器再將空間電壓矢量在采樣結束時加至電機的定子端控制電機運行。

    如圖2所示，系統以tms320f2812為控制核心，以ipm模塊為逆變器來實現對異步電機直接轉矩控制系統的全數字化控制框圖。