文 献 综 述

1.课题研究背景及实际中的意义

异步电动机按照转子结构分为两种形式:鼠笼式与绕线式异步电动机。异步电动机因其转子绕组的电流是由感应所产生的，因此又被称为感应电动机。异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。各国的以电为动力的机械中，约有90%左右为异步电动机，其中小型异步电动机约占70%以上。在电力系统的总负荷中，异步电动机的用电量占相当大的比重。

20世纪70年代以来，随着我国工业的进一步发展，对电能的消耗与日俱增，然而随着电能主要来源化石燃料的资源日渐枯竭，新能源还未普及的情况下，如何在保证经济发展的同时提高电能利用率成为了人们关注的焦点。在中国，异步电动机的用电量约占总负荷的60%多。其中，结构简单、价格低廉、坚固耐用的异步电动机在工农业生产中约占电气传动总装机容量的80%，而且很大部分没有调速系统控制。系统运行效率较低。因此，研究如何使电机控制系统更节能高效，不仅能带来巨大的经济效益，还能有效缓解日益恶化的能源和环境问题。

直接转矩控制系统简称DTC(Direct Torque Control)是在20世纪80年代中期继矢量控制技术之后发展起来的一种高性能异步电动机变频调速系统。不同于矢量控制，直接转矩控制具有鲁棒性强、转矩动态响应速度快、控制结构简单等优点，它在很大程度上解决了矢量控制中结构复杂、计算量大、对参数变化敏感等问题。

直接转矩控制技术，用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系下计算与控制交流电动机的转矩，采用定子磁场定向，借助于离散的两点式调节（Band－Band控制）产生PWM信号，直接对逆变器的开关状态进行最佳控制，以获得转矩的高动态性能。它省掉了复杂的矢量变换与电动机数学模型的简化处理，没有通常的PWM信号发生器。该控制系统的转矩响应迅速，限制在一拍以内，且无超调，是一种具有高静动态性能的交流调速方法。

2.国内外研究现状

直接转矩控制技术以其结构简单，转矩响应迅速，对电机参数依赖程度低，在异步电机调速领域有很好的发展。直接转矩控制（Direct Torque Control，DTC）变频调速，是继矢量控制技术之后又一新型的高效变频调速技术。20 世纪80 年代中期，德国鲁尔大学M.Depenbrock教授和日本的I.Takahashi教授分别提出了六边形直接转矩控制方案和圆形直接转矩控制方案。1987 年，直接转矩控制理论又被推广到弱磁调速范围。

直接转矩控制系统是继矢量控制系统后的又一种高动态性能的交流传动控制系统。其特点是在静止的两相坐标系中控制定子磁链幅值基本保持恒定并实现转矩反馈控制。其核心问题是转矩和定子磁链反馈模型，以及如何根据转矩和磁链控制信号来选择电压空间矢量控制器的开关状态。直接转矩控制磁场定向所采用的是定子磁链，只要知道定子电阻就可以把它观测出来，因此直接转矩控制大大减少了矢量控制技术中控制性能易受参数变化影响的问题;而且直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电机的数学模型，控制电机的磁链和转矩，不需要简化交流电机数学模型，即省掉矢量旋转变化等复杂的变换和计算。直接转矩控制对交流传动来说是一种最优的电动机控制技术，它可以对所有交流电动机的核心变量进行直接控制。但是其缺点是:输出转矩有脉动，低速性能较差，限制了系统的调速范围