李鸿彪，曼苏乐

(上海交通大学 电气工程系 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室，上海 200240)

0 引言

直接转矩控制DTC(Direct Torque Control)是矢量控制后出现的一种新型的高性能交流调速传动控制技术，由德国学者M.Depenbrock和日本学者 I.Takahashi在20世纪80年代首先提出[1，2]。DTC控制思想新颖，控制结构简单，控制手段直接，信号处理的物理概念明确，转矩响应迅速，是一种具有高静、动态性能的交流调速方法[3，4]。在高性能的DTC中，转速的闭环控制环节一般是必不可少的。通常采用光电编码器等速度传感器来进行转速检测，但速度传感器的使用增加了系统的安装难度及成本。本文用一种新的磁链观测方案观测定子磁链[5]，并将其作为参考模型，构成新的模型参考自适应系统MRAS(Model Reference A-daptive System)，可以在全速度范围内准确辨识速度，同时用模糊速度调节器代替传统PI调节器[6]，进一步改善了直接转矩控制在全速范围内的性能，尤其是极低速的性能。

图1 直接转矩控制结构图

1 异步电动机磁链和速度的辨识

三相异步电机在旋转坐标系下的数学模型[7]:电压方程:

磁链方程:

电磁转矩方程:

运动方程:

符号说明:Rs定子电阻;Rr转子电阻;Ls定子电感;Lr转子电感;Lm定、转子互感;Ψs定子磁链矢量;Ψr转子磁链矢量;is定子电流矢量;ir转子电流矢量;Te电磁转矩;TL负载转矩;p极对数;J转动惯量;ωr转子转速;ωe旋转坐标系dq轴的旋转速度;τr转子时间常数;s微分因子;下标加 d，q表示各变量在 d，q轴上的分量，上标加e表示此变量在旋转坐标系中。

由(2)、(4)得在旋转坐标系下的转子磁链方程为: