電機調(diào)速技術(shù)緒論全課導(dǎo)航項目1認(rèn)識直流調(diào)速系統(tǒng)項目2認(rèn)識調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)

和串級調(diào)速系統(tǒng)項目3認(rèn)識變頻調(diào)速系統(tǒng)項目4認(rèn)識矢量控制調(diào)速系統(tǒng)項目5認(rèn)識直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)項目6了解電機調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用項目五認(rèn)識直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)項目導(dǎo)讀直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)通過控制電動機的定子電壓和電流，從而快速、準(zhǔn)確地調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，它是一種比較先進的控制系統(tǒng)。項目導(dǎo)讀直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快控制精度高魯棒性強本項目主要介紹直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的相關(guān)知識。廣泛應(yīng)用于工業(yè)機器人、數(shù)控機床、電梯等領(lǐng)域目標(biāo)知識目標(biāo)熟悉直接轉(zhuǎn)矩控制的基本思想和工作原理。熟悉直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法。了解異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路。掌握直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法。了解直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)與矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的異同。目標(biāo)技能目標(biāo)能夠正確使用Matlab/Simulink仿真平臺構(gòu)建直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)仿真模型。能夠驗證直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能。素質(zhì)目標(biāo)樹立追求卓越、勇于拼搏的奮斗精神。樹立客觀、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的工作作風(fēng)。培養(yǎng)執(zhí)著專注、精益求精、追求卓越的工匠精神。項目引入直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)如同一個魔法棒，能夠瞬間調(diào)整電動機轉(zhuǎn)矩的大小和方向，從而實現(xiàn)對電動機轉(zhuǎn)速的精確控制，讓電動機始終在最佳狀態(tài)下運行。這個“魔法棒”其實是利用了現(xiàn)代電子技術(shù)和先進的控制算法，通過改變電動機的定子電壓或電流，從而實現(xiàn)對電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制。這種控制系統(tǒng)不僅簡單、直觀，而且響應(yīng)速度快，能夠滿足各種復(fù)雜的應(yīng)用需求。現(xiàn)在就讓我們一起學(xué)習(xí)直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的相關(guān)知識。課堂互動想一想，直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)應(yīng)用在哪些領(lǐng)域中？直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的應(yīng)用項目引入知識與技能要求項目內(nèi)容認(rèn)識直流調(diào)速系統(tǒng)學(xué)習(xí)程度識記理解應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本思想

●

直接轉(zhuǎn)矩控制的工作原理

●

直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法●

異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路●

直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法

●

直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)與矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的異同●實訓(xùn)任務(wù)直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)仿真

●自我勉勵直接轉(zhuǎn)矩控制概述直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)項目導(dǎo)航項目實施——直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)仿真項目工單—認(rèn)識直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)1．學(xué)生分組小組成員及分工情況班級

組號

指導(dǎo)教師

小組成員姓名學(xué)號小組分工組長

組員

以3～5人為一組，選出組長并進行分工，填入下表中。2．工作計劃工作計劃查閱相關(guān)資料并預(yù)習(xí)課本，了解直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的相關(guān)知識，并填入下表中。序號工作內(nèi)容負(fù)責(zé)人

項目工單—認(rèn)識直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)3．工作準(zhǔn)備實施過程中所需的工具和器材等信息將實施過程中所需的工具和器材等信息填入表中。序號名稱規(guī)格與型號單位數(shù)量備注

項目工單—認(rèn)識直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)4．工作實施工作實施過程記錄表按照工作計劃，將實施步驟、實施內(nèi)容及遇到的問題、解決辦法等記錄于表中。序號實施步驟實施內(nèi)容及遇到的問題解決辦法

項目工單—認(rèn)識直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)5.1直接轉(zhuǎn)矩控制概述5.1直接轉(zhuǎn)矩控制概述直接轉(zhuǎn)矩控制以異步電動機輸出的電磁轉(zhuǎn)矩為控制量，根據(jù)工作需要，通過調(diào)節(jié)電磁轉(zhuǎn)矩的大小來控制異步電動機的轉(zhuǎn)速。5.1.1直接轉(zhuǎn)矩控制的基本思想直接轉(zhuǎn)矩控制基于在定子坐標(biāo)系下建立的異步電動機數(shù)學(xué)模型，其用定子磁鏈定向代替轉(zhuǎn)子磁鏈定向，在兩相靜止正交坐標(biāo)系上直接控制異步電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，省去了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換。因此，直接轉(zhuǎn)矩控制可以獲得良好的動態(tài)性能。5.1.1直接轉(zhuǎn)矩控制的基本思想由于直接轉(zhuǎn)矩控制強調(diào)的是轉(zhuǎn)矩的直接控制效果，它并不強調(diào)必須獲得理想的正弦波波形，因此引入了電壓空間矢量和近似圓形磁鏈軌跡的概念。5.1.1直接轉(zhuǎn)矩控制的基本思想直接轉(zhuǎn)矩控制的基本思想是直接將異步電動機的瞬時轉(zhuǎn)矩和瞬時磁鏈作為狀態(tài)變量進行反饋，分別通過轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)比較器，將轉(zhuǎn)矩檢測值和磁鏈檢測值分別與各自的給定值相比較，由轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)比較器的輸出直接對逆變器開關(guān)狀態(tài)做最佳調(diào)節(jié)，將轉(zhuǎn)矩和磁鏈波動限制在一定的誤差范圍內(nèi)。因此，直接轉(zhuǎn)矩控制是直接且簡單的。課堂互動什么是滯環(huán)比較器？滯環(huán)比較器屬于雙位式開關(guān)調(diào)節(jié)器，是一種非線性調(diào)節(jié)器，當(dāng)變量偏移達到一定數(shù)值后便可立即對其進行調(diào)節(jié)。滯環(huán)比較器常用于一個點到另一個點的直接瞬間過渡。知識鏈接5.1.2直接轉(zhuǎn)矩控制的工作原理5.1.2直接轉(zhuǎn)矩控制的工作原理由上述兩組式子可得：5.1.2直接轉(zhuǎn)矩控制的工作原理則：5.1.2直接轉(zhuǎn)矩控制的工作原理5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法但磁鏈?zhǔn)请妱訖C的內(nèi)部物理量，不方便直接控制，而三相電源電壓是產(chǎn)生磁鏈的基礎(chǔ)，是外加的物理量，可以直接控制。因此，控制異步電動機定子電壓發(fā)生改變，就可以改變磁鏈，進行直接轉(zhuǎn)矩控制。5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法1．定子電壓空間矢量與定子磁鏈空間矢量的關(guān)系定子電壓空間矢量與定子磁鏈空間矢量具有一定關(guān)系，可用公式表示為：5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法2．定子磁鏈空間矢量的運動軌跡當(dāng)采用六拍型逆變器供電時，定子磁鏈空間矢量形成的軌跡是六邊形旋轉(zhuǎn)磁場，如圖中所示。定子磁鏈空間矢量形成的軌跡5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法2．定子磁鏈空間矢量的運動軌跡定子磁鏈空間矢量形成的軌跡5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法2．定子磁鏈空間矢量的運動軌跡定子磁鏈空間矢量形成的軌跡5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法3．定子磁鏈空間矢量的滯環(huán)工作狀態(tài)定子磁鏈空間矢量滯環(huán)調(diào)節(jié)5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法3．定子磁鏈空間矢量的滯環(huán)工作狀態(tài)定子磁鏈空間矢量滯環(huán)調(diào)節(jié)5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法3．定子磁鏈空間矢量的滯環(huán)工作狀態(tài)定子磁鏈空間矢量滯環(huán)調(diào)節(jié)5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法3．定子磁鏈空間矢量的滯環(huán)工作狀態(tài)定子磁鏈空間矢量滯環(huán)調(diào)節(jié)5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法3．定子磁鏈空間矢量的滯環(huán)工作狀態(tài)定子磁鏈空間矢量滯環(huán)調(diào)節(jié)5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法3．定子磁鏈空間矢量的滯環(huán)工作狀態(tài)定子磁鏈空間矢量滯環(huán)調(diào)節(jié)5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法4．轉(zhuǎn)矩的具體控制方法電壓空間矢量按法向和切向分解5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法4．轉(zhuǎn)矩的具體控制方法電壓空間矢量按法向和切向分解5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法4．轉(zhuǎn)矩的具體控制方法電壓空間矢量按法向和切向分解5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法4．轉(zhuǎn)矩的具體控制方法電壓空間矢量區(qū)間選擇表返回上一頁5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法4．轉(zhuǎn)矩的具體控制方法（續(xù)表）返回上一頁5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法4．轉(zhuǎn)矩的具體控制方法制訂電壓空間矢量區(qū)間選擇表應(yīng)當(dāng)遵循以下原則。1）對磁鏈滯環(huán)推薦的電壓空間矢量應(yīng)當(dāng)遵循的原則2）對轉(zhuǎn)矩滯環(huán)推薦的電壓空間矢量應(yīng)當(dāng)遵循的原則5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法4．轉(zhuǎn)矩的具體控制方法1）對磁鏈滯環(huán)推薦的電壓空間矢量應(yīng)當(dāng)遵循的原則5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法4．轉(zhuǎn)矩的具體控制方法1）對磁鏈滯環(huán)推薦的電壓空間矢量應(yīng)當(dāng)遵循的原則電壓空間矢量按法向和切向分解5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法4．轉(zhuǎn)矩的具體控制方法1）對磁鏈滯環(huán)推薦的電壓空間矢量應(yīng)當(dāng)遵循的原則電壓空間矢量按法向和切向分解5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法4．轉(zhuǎn)矩的具體控制方法2）對轉(zhuǎn)矩滯環(huán)推薦的電壓空間矢量應(yīng)當(dāng)遵循的原則課堂互動零電壓矢量的工作狀態(tài)有幾種？知識鏈接電壓空間矢量按法向和切向分解知識鏈接電壓空間矢量按法向和切向分解5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法4．轉(zhuǎn)矩的具體控制方法2）對轉(zhuǎn)矩滯環(huán)推薦的電壓空間矢量應(yīng)當(dāng)遵循的原則電壓空間矢量按法向和切向分解5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法4．轉(zhuǎn)矩的具體控制方法2）對轉(zhuǎn)矩滯環(huán)推薦的電壓空間矢量應(yīng)當(dāng)遵循的原則電壓空間矢量按法向和切向分解5.1.3直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法4．轉(zhuǎn)矩的具體控制方法2）對轉(zhuǎn)矩滯環(huán)推薦的電壓空間矢量應(yīng)當(dāng)遵循的原則電壓空間矢量區(qū)間選擇表電壓空間矢量區(qū)間選擇表其中，磁鏈滯環(huán)和轉(zhuǎn)矩滯環(huán)的調(diào)節(jié)是相互聯(lián)系的，有可能一個動作調(diào)節(jié)后，不用再做第二個動作來補充；如果一個動作不夠，則第二個動作可以同向補充；如果一個動作過沖，則第二個動作進行反向調(diào)節(jié)，糾正過沖。這種使用雙環(huán)配合來選擇電壓空間矢量的方法，調(diào)速效果較好。直接轉(zhuǎn)矩控制的基本思想是什么？制訂電壓空間矢量區(qū)間選擇表應(yīng)當(dāng)遵循的原則有哪些？課堂訓(xùn)練直接轉(zhuǎn)矩控制概述直接轉(zhuǎn)矩控制的基本思想直接轉(zhuǎn)矩控制的工作原理直接轉(zhuǎn)矩控制的基本方法課堂小結(jié)5.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)5.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)（即DTC調(diào)速系統(tǒng)）是繼矢量控制調(diào)速系統(tǒng)之后發(fā)展起來的另一種高動態(tài)性能的異步電動機調(diào)速系統(tǒng)。在轉(zhuǎn)速環(huán)里面，系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)矩反饋直接控制異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩。下面主要介紹其相關(guān)知識。5.2.1異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路框圖根據(jù)直接轉(zhuǎn)矩控制的工作原理，可以組合構(gòu)成異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路框圖。5.2.1異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路1．異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制的主電路異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路框圖異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制的主電路采用的是三相電壓型逆變器，由一個帶濾波電路的整流裝置來供電。5.2.1異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路1．異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制的主電路由于它的功率單元由一個專門按照六拍形式設(shè)計的開關(guān)電壓矢量選擇器來完成對電壓矢量的選擇，因此不需要對電壓矢量進行解耦，只需要通過對電壓矢量的法向或切向分量適當(dāng)?shù)剡x擇搭配，就可以達到獨立控制異步電動機定子磁鏈的幅值和轉(zhuǎn)速的目的。異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路框圖該控制電路較為簡單，不需要附加電路，只要根據(jù)電壓空間矢量區(qū)間選擇表合理選擇電壓矢量即可。5.2.1異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路2．異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制的控制電路該控制電路的作用是控制開關(guān)電壓矢量選擇器對電壓矢量進行選擇，控制電路由以下幾個環(huán)節(jié)組成：（1）定子磁鏈滯環(huán)比較環(huán)節(jié)（2）電磁轉(zhuǎn)矩滯環(huán)比較環(huán)節(jié)（3）定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩估算環(huán)節(jié)（4）速度調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)（5）轉(zhuǎn)速與磁通函數(shù)變換環(huán)節(jié)將這5個環(huán)節(jié)連接到主電路，便可以構(gòu)成完整的異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)。5.2.1異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路2．異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制的控制電路異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路框圖5.2.1異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路2．異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制的控制電路異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路框圖5.2.1異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路3．定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的估算方法1）定子磁鏈的估算方法定子磁鏈

的估算方法電流-電壓模型法電流-速度模型法電壓-速度模型法以下主要介紹電流-電壓模型法的相關(guān)知識。5.2.1異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路3．定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的估算方法1）定子磁鏈的估算方法5.2.1異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路3．定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的估算方法1）定子磁鏈的估算方法5.2.1異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路3．定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的估算方法1）定子磁鏈的估算方法5.2.1異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路3．定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的估算方法1）定子磁鏈的估算方法5.2.1異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路3．定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的估算方法1）定子磁鏈的估算方法5.2.1異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路3．定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的估算方法1）定子磁鏈的估算方法電流-電壓模型法較為簡單，其傳遞函數(shù)少，且只受定子電阻壓降變化的影響，一般在高速段較好。因此，電流-電壓模型法適用于調(diào)節(jié)高速運行的系統(tǒng)。5.2.1異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路3．定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的估算方法2）電磁轉(zhuǎn)矩的估算方法直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成框圖5.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法1．直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)由磁鏈閉環(huán)和轉(zhuǎn)速閉環(huán)兩部分組成，其組成框圖如所示。5.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法1．直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成框圖5.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法1．直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成框圖5.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法1．直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成根據(jù)轉(zhuǎn)矩控制量、磁鏈控制量和磁鏈扇區(qū)數(shù)，通過開關(guān)電壓矢量選擇器查逆變器優(yōu)化開關(guān)表，得到最優(yōu)電壓矢量。通過對電壓型逆變器VSI施加電壓矢量，可控制異步電動機定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩在磁鏈滯環(huán)內(nèi)獨立調(diào)節(jié)。直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成框圖5.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法1．直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)設(shè)置有電磁轉(zhuǎn)矩控制環(huán)，它可以抑制磁鏈變化對轉(zhuǎn)速子系統(tǒng)的影響，從而使轉(zhuǎn)速和磁鏈子系統(tǒng)實現(xiàn)近似解耦。由于轉(zhuǎn)矩和磁鏈采用滯環(huán)比較器控制，因此簡化了控制結(jié)構(gòu)，避免了調(diào)節(jié)器的設(shè)計；且滯環(huán)比較器為比例調(diào)節(jié)器，可以使磁鏈和轉(zhuǎn)矩快速調(diào)節(jié)，獲得比比例積分調(diào)節(jié)器更快的系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)。但采用滯環(huán)比較器控制會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動，特別是低速時的轉(zhuǎn)矩脈動會使系統(tǒng)的調(diào)速精度變差，限制其調(diào)速范圍。5.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法2．直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)方法目前，直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)在發(fā)達產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用較為廣泛。如圖所示，它由速度控制環(huán)和轉(zhuǎn)矩控制環(huán)組成。ACS600系列變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)框圖2．直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)方法5.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法以下分別介紹各組成部分的功能。速度控制器是速度控制環(huán)的核心單元其為比例積分調(diào)節(jié)器該系統(tǒng)的控制核心轉(zhuǎn)矩控制環(huán)磁鏈給定控制器轉(zhuǎn)矩給定控制器轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器磁鏈調(diào)節(jié)器定子磁鏈觀測器脈沖優(yōu)化選擇器5.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法2．直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)方法1）速度控制器直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速實際來自光電編碼器測速環(huán)節(jié)PG輸出的速度反饋信號，速度控制器可將該信號輸出給轉(zhuǎn)矩給定控制器。ACS600系列變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)框圖5.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法2．直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)方法2）磁鏈給定控制器ACS600系列變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)框圖磁鏈給定控制器主要用來優(yōu)化磁鏈給定曲線，提供磁鏈制動給定功能。ACS600系列變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)框圖5.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法2．直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)方法3）轉(zhuǎn)矩給定控制器轉(zhuǎn)矩給定控制器是一個帶輸出限值的斜坡函數(shù)發(fā)生器，可以實現(xiàn)內(nèi)、外給定功能。5.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法2．直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)方法4）轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器ACS600系列變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)框圖轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器的作用是將轉(zhuǎn)矩反饋值和磁鏈反饋值分別與轉(zhuǎn)矩給定控制器和磁鏈給定控制器輸出的給定值做比較，通過轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器進行快速調(diào)節(jié)，從而把轉(zhuǎn)矩和磁鏈波動限制在一定的誤差范圍內(nèi)。5.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法2．直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)方法5）定子磁鏈觀測器ACS600系列變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)框圖定子磁鏈觀測器是直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵單元，其通過檢測變頻器的電壓和電流來估算電動機的實際電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈。ACS600系列變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)框圖5.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法2．直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)方法6）脈沖優(yōu)化選擇器脈沖優(yōu)化選擇器是一個具有ASIC技術(shù)的數(shù)字信號處理器，該單元具有很高的處理速度。ACS600系列變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)框圖5.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法2．直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)方法脈沖優(yōu)化選擇器的作用是選擇合適的開關(guān)組合狀態(tài)，既可使轉(zhuǎn)矩和磁鏈波動限制在一定的誤差范圍內(nèi)，又可使功率開關(guān)器件的動作頻率保持在最低。6）脈沖優(yōu)化選擇器5.2.2直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法2．直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)方法綜上所述，ACS600直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)方法是：利用電動機在運行中測得的參數(shù)建立電動機模型，對實時測得的電動機的電壓、電流值進行分析、計算，將計算得到的實際轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈與給定值做比較，利用轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器進行調(diào)節(jié)，將它們的誤差值限定在一定的誤差范圍內(nèi)。6）脈沖優(yōu)化選擇器ACS600系列變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)框圖課堂互動什么是ASIC技術(shù)？知識鏈接ASIC技術(shù)是一種用于特定應(yīng)用的集成電路，其功能和性能完全根據(jù)特定應(yīng)用的需求而設(shè)計。在設(shè)計和制造過程中，ASIC技術(shù)可對工藝、物理特性和電路結(jié)構(gòu)等因素進行精密的定制，具有功能集成度高、速度快、性能穩(wěn)定、功耗低等優(yōu)點。課堂互動直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)與矢量控制調(diào)速系統(tǒng)相比有哪些優(yōu)點和缺點？直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的改進方法5.2.3直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)與矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的異同直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)與矢量控制調(diào)速系統(tǒng)這兩種調(diào)速系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)部分相同，都可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和磁鏈的近似解耦控制，都能獲得較高的靜、動態(tài)性能。5.2.3直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)與矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的異同但是，這兩種調(diào)速系統(tǒng)的控制手段不同，其性能各有特色，具體如表所示。直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)與矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的性能比較性能與特點直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)矢量控制調(diào)速系統(tǒng)坐標(biāo)變換靜坐標(biāo)變換，較簡單旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，較復(fù)雜轉(zhuǎn)矩控制采用滯環(huán)比較器控制，運行時有轉(zhuǎn)矩脈動連續(xù)控制，運行時較平滑磁鏈控制定子磁鏈轉(zhuǎn)子磁鏈調(diào)速范圍原來的系統(tǒng)不夠大，現(xiàn)在已經(jīng)改進大受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響無影響有影響5.2.3直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)與矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的異同由于這兩種調(diào)速系統(tǒng)各有優(yōu)缺點，因此對直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的進一步研究主要集中在提高其低速性能上；對矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的進一步研究則主要集中在提高其控制的魯棒性。課堂互動魯棒性指的是什么？魯棒性是指系統(tǒng)或者算法在不同的情況下，仍能夠保持穩(wěn)定和可靠的能力。具體來說，在面對一些意外或異常情況時，魯棒性強的系統(tǒng)或算法能夠保持其功能和性能，而不會因為這些異常情況而崩潰或失效。知識鏈接從普載到重載、從常速到高速、從交直傳動到交流傳動、從進口到出口，短短幾十年時間，我國電力機車發(fā)生了4次歷史性跨越。中國工程院院士劉友梅是我國第一代、第二代電力機車的總體設(shè)計師，并主持了第三代、第四代電力機車的研制開發(fā)過程，是我國電力機車事業(yè)功績卓著的開拓者。拓展閱讀劉友梅：他讓中國電力機車奔跑在世界最前面20世紀(jì)90年代末到21世紀(jì)初，劉友梅和他的團隊取得了一系列重大技術(shù)突破，書寫了中國電力機車技術(shù)研發(fā)的新篇章。他主持了國家重點科技攻關(guān)項目AC4000型交流傳動電力機車原型車的研制開發(fā)，實現(xiàn)了我國電力牽引動力由交直傳動向交流傳動里程碑式的飛躍，使我國電力機車成功邁入了第四代。拓展閱讀劉友梅：他讓中國電力機車奔跑在世界最前面2000年，他主持完成了時速200公里級的交流傳動高速列車動力車“藍箭號”的研制開發(fā)，第一批商用旅客列車組在廣深線投入運營。2001年，由他主持的我國首臺擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、達到國家先進水平的交流傳動電力機車“奧星號”問世，它標(biāo)志著我國電力機車開發(fā)進入了高科技領(lǐng)域，實現(xiàn)了中國幾代鐵路人的夙愿。拓展閱讀劉友梅：他讓中國電力機車奔跑在世界最前面劉友梅為入世后我國電力機車進一步打入國際市場付出了大量的心血。劉友梅表示，他將繼續(xù)努力，為軌道交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展培養(yǎng)青年一代領(lǐng)軍人才，為產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展注入新動能。拓展閱讀劉友梅：他讓中國電力機車奔跑在世界最前面課堂互動此案例中，給我們帶來了哪些啟示？直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)與矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的異同？直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)方法是什么？課堂訓(xùn)練直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制電路直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)方法直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)與矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的異同課堂小結(jié)項目實施直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)仿真（1）能夠正確使用Matlab/Simulink仿真平臺構(gòu)建直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)仿真模型。（2）能夠驗證直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能。1．實施目標(biāo)項目實施——直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)仿真2．實施器材安裝有Matlab軟件的電腦一臺。項目實施——直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速系統(tǒng)仿