应电机的定子电流、电压信号；
[0052] (2)将三相静止坐标系下的电流信号ia、ib、i。变换为两相静止坐标系下电流信号 i α、i e、i α e。，将三相静止坐标系下的电压信号ua、ub、u。变换为两相静止坐标系下电压信号
[0054] 其中，ia{!。、ua e。分别为零轴电流和零轴电压，C 3/2为坐标变换矩阵；
[0055] (3)计算定子磁链和转矩：
[0058] 其中，Φ3α、为定子磁链，T为转矩，RS为定子阻抗，n p为极对数；
[0059] (4)计算磁链角度Θ，并根据磁链角度判断定子磁链所在扇区：
[0063] 其中，Θ即为磁链角度；
[0064] (5)采集三相感应电机的实际转速，将给定转速与实际转速的差值输入速度调节 器，得到目标转矩；
[0065] (6)将给定磁链与步骤（3)得到的实际磁链的差值、目标转矩与步骤（3)得到 的实际转矩的差值1^分别输入PffM控制器；
[0066] (7)PWM控制器根据步骤（4)判断出的磁链所在扇区向三相桥式逆变器输出控制 矢量，控制三相桥式逆变器导通状态。矢量扇区的分布如图3所示，以磁链在I扇区为例， 根据传统直接转矩控制方法，所求得的矢量是V 6，本发明改进的方法是在单矢量V6基础上 加入一对大小相等、方向相反的矢量v3、V 4，将矢量v6、v3、￥4组合后控制三相桥式逆变器的 导通状态。完整的6个扇区的矢量选择如表1所示。
[0069] 其中，[0070] 矢量V1对应的三相桥式逆变器的导通状态：a相下桥臂导通、b相下桥臂导通、c相
[0067] 表 1
[0068] 上桥臂导通；
[0071] 矢量V2对应的三相桥式逆变器的导通状态：a相下桥臂导通、b相上桥臂导通、c相 下桥臂导通；
[0072] 矢量V3对应的三相桥式逆变器的导通状态：a相下桥臂导通、b相上桥臂导通、c相 上桥臂导通；
[0073] 矢量V4对应的三相桥式逆变器的导通状态：&相上桥臂导通、b相下桥臂导通、c相 下桥臂导通；
[0074] 矢量V5对应的三相桥式逆变器的导通状态：a相上桥臂导通、b相下桥臂导通、c相 上桥臂导通；
[0075] 矢量V6对应的三相桥式逆变器的导通状态：a相上桥臂导通、b相上桥臂导通、c相 下桥臂导通。
[0076] 以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是 按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围 之内。
【主权项】
1. 基于空间矢量的三相感应电机直接转矩控制系统，其特征在于：包括PWM控制器、速 度调节器、电流/电压检测电路、坐标变换模块、磁链/转矩观测器、转速传感器、三相桥式 逆变器以及第一~第三比较器；所述转速传感器的输入端和电流/电压检测电路的输入端 分别连接三相感应电机，转速传感器的输出端连接第一比较器的负输入端，第一比较器的 正输入端输入给定转速信号，第一比较器的输出端连接速度调节器的输入端，速度调节器 的输出端连接第二比较器的正输入端，电流/电压检测电路的输出端经坐标变换模块与磁 链/转矩观测器的输入端连接，第二比较器的负输入端和第三比较器的负输入端分别连接 磁链/转矩观测器的输出端，第三比较器的正输入端输入给定磁链信号，第二比较器的输 出端、第三比较器的输出端、磁链/转矩观测器的输出端分别连接PWM控制器的输入端，PWM 控制器的输出端连接三相桥式逆变器中6个开关管的门极，控制三相桥式逆变器向三相感 应电机输出交流电信号。2. 根据权利要求1所述基于空间矢量的三相感应电机直接转矩控制系统，其特征在 于：所述速度调节器采用PI调节器。3. 根据权利要求1所述基于空间矢量的三相感应电机直接转矩控制系统，其特征在 于：所述三相桥式逆变器的6个开关管均为IGBT。4. 根据权利要求1所述基于空间矢量的三相感应电机直接转矩控制系统，其特征在 于：所述PWM控制器、速度调节器、第一~第三比较器、坐标变换模块和磁链/转矩观测器集 成在一片DSP处理器上。5. 根据权利要求4所述基于空间矢量的三相感应电机直接转矩控制系统，其特征在 于：所述DSP处理器的型号为DSP28335。6. 基于空间矢量的三相感应电机直接转矩控制方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 检测三相感应电机的定子电流、电压信号； (2) 将三相静止坐标系下的电流信号ia、ib、i。变换为两相静止坐标系下电流信号i。、 ie、i。e。，将三相静止坐标系下的电压信号113、叫、11。变换为两相静止坐标系下电压信号1 1。、 Up > UQ ^〇：其中"^^^^分别为零轴电流和零轴电压乂^为坐标变换矩阵； (3) 计算定子磁链和转矩：其中，力^、Lp为定子磁链，T为转矩，RS为定子阻抗，np为极对数； (4) 计算磁链角度，并根据磁链角度判断定子磁链所在扇区：其中，0即为磁链角度； (5) 采集三相感应电机的实际转速，将给定转速与实际转速的差值输入速度调节器，得 到目标转矩； (6) 将给定磁链与步骤（3)得到的实际磁链的差值、目标转矩与步骤（3)得到的实际转 矩的差值分别输入PWM控制器； (7)PWM控制器根据步骤（4)判断出的磁链所在扇区向三相桥式逆变器输出控制矢量， 控制三相桥式逆变器导通状态： 当磁链位于I扇区，则PWM控制器组合输出3个矢量v3、v4、v6; 当磁链位于II扇区，则PWM控制器组合输出3个矢量Vpv2、v6; 当磁链位于III扇区，则PWM控制器组合输出3个矢量v2、v3、v5; 当磁链位于IV扇区，则PWM控制器组合输出3个矢量Vpv3、v4; 当磁链位于V扇区，则PWM控制器组合输出3个矢量Vpv5、v6; 当磁链位于VI扇区，则PWM控制器组合输出3个矢量v2、v4、v5; 其中， 矢量Vl对应的三相桥式逆变器的导通状态：a相下桥臂导通、b相下桥臂导通、c相上 桥臂导通； 矢量v2对应的三相桥式逆变器的导通状态：a相下桥臂导通、b相上桥臂导通、c相下 桥臂导通； 矢量v3对应的三相桥式逆变器的导通状态：a相下桥臂导通、b相上桥臂导通、c相上 桥臂导通； 矢量v4对应的三相桥式逆变器的导通状态：a相上桥臂导通、b相下桥臂导通、c相下 桥臂导通； 矢量v5对应的三相桥式逆变器的导通状态：a相上桥臂导通、b相下桥臂导通、c相上 桥臂导通； 矢量v6对应的三相桥式逆变器的导通状态：a相上桥臂导通、b相上桥臂导通、c相下 桥臂导通。
【专利摘要】本发明公开了基于空间矢量的三相感应电机直接转矩控制系统和方法，控制系统包括PWM控制器、速度调节器、电流/电压检测电路、坐标变换模块、磁链/转矩观测器、转速传感器、三相桥式逆变器以及第一～第三比较器。控制方法是在传统单矢量控制的基础上加入一对大小相等、方向相反的矢量。本发明削弱了稳态转矩脉动，有效抑制了谐波，减小了对三相感应电机的损害。
【IPC分类】H02P25/02, H02P21/13
【公开号】CN105099317
【申请号】CN201510532830
【发明人】余莉, 谢红飞, 刘晓青, 芮元栋, 孙加伟
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月26日