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1、一. 矢量控制理论简介： 70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。这样就
2、可以将一台三相异步电机等效为直流电机来控制，因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。矢量控制算法已被广泛地应用在siemens，AB，GE，Fuji等国际化大公司变频器上。 采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数，有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器。目前新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能，带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行辨识
3、，并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。 二. 直接转矩控制简介： 在80年代中期，德国学者Depenbrock教授于1985年提出直接转矩控制，其思路是把电机和逆变器看成一个整体，采用空间电压矢量分析方法在定子坐标系进行磁通、转矩计算，通过跟踪型PWM逆变器的开关状态直接控制转矩。因此，无需对定子电流进行解耦，免去矢量变换的复杂计算，控制结构简单。 直接转矩控制技术，是利用空间矢量、定子磁场定向的分析方法，直接在定子坐标系下分析异步电动机的数学模型，计算与控制异步电动机的磁链和转矩，采用离散的两点式调节器（BandBand控制），把转矩检测值与转矩
4、给定值作比较，使转矩波动限制在一定的容差范围内，容差的大小由频率调节器来控制，并产生PWM脉宽调制信号，直接对逆变器的开关状态进行控制，以获得高动态性能的转矩输出。它的控制效果不取决于异步电动机的数学模型是否能够简化，而是取决于转矩而是取决于转矩的实际状况，它不需要将交流电动机与直流电动机作比较、等效、转化，即不需要模仿直流电动机的控制，由于它省掉了矢量变换方式的坐标变换与计算和为解耦而简化异步电动机数学模型，没有通常的PWM脉宽调制信号发生器，所以它的控制结构简单、控制信号处理的物理概念明确、系统的转矩响应迅速且无超调，是一种具有高静、动态性能的交流调速控制方式。 直接转矩控制系统(DTC)
5、 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。1977年美国学者A.B.Plunkett在IEEE杂志上首先提出了直接转矩控制理论，1985年由德国鲁尔大学Depenbrock教授和日本Tankahashi分别取得了直接转矩控制在应用上的成功，接着在1987年又把直接转矩控制推广到弱磁调速范围。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 传统的直接转矩控制技术的主要问题是低
6、速时转矩脉动大。为了降低或消除低速时的转矩脉动，提高转速、转矩控制精度，扩大直接转矩控制系统的调速范围，近些年来提出了许多新型的直接转矩控制系统。虽然这些新型直接转矩控制技术在不同程度上改善了调速系统的低速性能，但是其低速性能还是不能达到矢量控制的水平。最近出现了一种间接转矩控制技术，受到了很多学者的关注。间接转矩控制技术具有优良的低速性能，另外由于其独特的控制思想可以降低逆变器的开关频率，从而特别适用于大容量调速场合。 直接转矩控制的目标是:通过选择适当的定子电压空间矢量，使定子磁链的运动轨迹为圆形，同时实现磁链模值和电磁转矩的跟踪控制，其基本原理如图1所示。在图1中，定子磁链和电磁转矩分别
7、采用闭环控制，s*、Tei*分别为定子磁链模值和电磁转矩的给定信号，、分别为定子磁链模值和电磁转矩的估计值，作为反馈信号使用。根据误差信号，转矩调节器输出转矩增、减控制信号CT; 磁链调节器输出磁链增、减控制信号C。开关表根据C、CT以及估计器输出的磁链扇区信号，选择正确的定子电压空间矢量，输出控制字SA,B,C给逆变器。 从图1中可以看出，和矢量控制相比直接转矩控制具有结构简单，转矩响应速度快、对参数变化鲁棒性强的优点。直接转矩控制的主要缺点是在低速时转矩脉动大，其主要原因是: (1) 由于转矩和磁链调节器采用滞环比较器，不可避免地造成了转矩脉动; (2) 在电动机运行一段时间之后,电机的温
8、度升高,定子电阻的阻值发生变化,使定子磁链的估计精度降低，导致电磁转矩出现较大的脉动; (3) 逆变器开关频率的高低也会影响转矩脉动的大小，开关频率越高转矩脉动越小，反之开关频率越低转矩脉动越大。ABB调速系统性能介绍 pgldh,2004-05-28 14:44:00ACS 600系列变频器是ABB公司采用直接转矩控制（DTC）技术，结合诸多先进的生产制造工艺推出的高性能变频器。它具有很宽的功率范围，优良的速度控制和转矩控制特性。完整的保护功能以及灵活的编程能力。因而，它能够满足绝大多数的工业现场应用。为了满足各种应用对交流传动的不同要求，ACS600产品家族按应用可分为以下五种专用系列：A
9、CS 600：可满足绝大多数应用要求。ACC 600：专用于位势负载应用。例如起重机，提升机，电梯等等。ACP 600：专用于对转角，位移做精确控制。ACA 600：专用于系统传动。ACS 600的重要特性及功能如下无与伦比的电机速度及转矩控制。电机辨识运行（ID RUN）及速度自我微调功能。内置 PID控制器，降低了您的投资成本。工具软件对传动的全方位支持: Drives Size选型软件，Drives Builder工程设计软件，Drives Window传动调试软件, Drives Link利用Windows监视传动，Drives Support服务专家。ACS 600 SingleDr
10、ive能在几毫秒内测出电机的实际转速和状态，所以在任何状态下都能立即起动，无起动延时。零转速下，不需速度反馈就能提供电机满转矩。 ACS 600 SingleDrive能够提供可控且平稳的最大起动转矩。可达到200%的额定转矩。不需特殊硬件的磁通制动模式可以提供最大的制动力矩。在磁通优化模式下，电机磁通自动适应于不同的负载以提高效率同时降低电机的噪音，变频器和电机的总效率可提高 1%-10%。具有标量控制（SCALAR CONTROL）和 IR补偿功能。主要介绍: DTC技术是 ACS 600的核心直接转矩控制对交流传动来说是一个最优的电机控制方法，它可以对所有交流电机的核心变量进行直接控制。
11、它开发出交流传动前所未有的能力并给所有的应用提供了益处。DTC 直接转矩控制，是交流传动领域电机控制方式的一次革命，它从零速开始不使用电机轴上的脉冲码盘反馈就可以实现电机速度和转矩的精确控制。在DTC中，定子磁通和转矩被作为主要的控制变量。高速数字信号处理器与先进的电机软件模型相结合使电机的状态每秒钟被更新40,000次。由于电机状态以及实际值和给定值的比较值被不断地更新，逆变器的每一次开关状态都是单独确定的。这意味着传动可以产生最佳的开关组合并对负载扰动和瞬时掉电等动态变化做出快速响应。在DTC中不需要对电压，频率分别控制的PWM调制器。无与伦比的电机速度和转矩控制开环动态速度控制精度可以达
12、到闭环磁通矢量控制的精度。 ACS 600静态速度控制精度为标称速度的0.1%到05%，它满足了绝大多数的工业应用。当要求更精确的速度调节时，可以加装脉冲编码器可选件。ACS 600的开环转矩阶跃上升时间小于 5毫秒，而不带速度传感器的磁通矢量控制变频器的开环转矩阶跃上升时间却多于100毫秒，ACS 600变频器是无与伦比的。进线电源连接：功率范围：2.2-3000kW电源电压: 对于400VAC的设备，380/400/415/440/460/480/500VAC 3相10%； 对于690VAC设备，525/550/575/600/660/690VAC 3相-10%，+10%； 对于ACS60
13、7的690VAC设备，-10%，+6%；电源频率：48-63Hz电机连接：输出电压：3相，从0V-供电电压输出频率：0-300Hz,与控制方式有关标准控制线的连接： 3个可编程的差分模拟输入口; 1个电压源信号，2个电流源信号 6个可编程数字输入口 2个可编程模拟输出口 3个可编程继电器输出口有模拟和数字接口扩展模块以及多种现场总线适配器可供选用：Profibus, modbus, Modbus Plus, Interbus-S, DeviceNet, CS 31, Master Fieldbus, 还将推出其它协议的时配器。标准应用宏：ACS 600 SingleDrive 有多种应用宏可供
14、选择，不同的应用宏对输入输出口和信号处理都作了默认配置：FACTORY SETTING （出厂设定）HAND/AUTO CONTROL （手动/自动控制）PID CONTROL （PID控制）TORQUE CONTROL （转矩控制）SEQUENTIAL CONTROL （顺序控制）USER MACRO 1&2 （用户宏1和2）可选用的应用宏：MASTER/FOLLOWER （主从控制）PFC （成组泵控制）SPINNING （纺纱控制）DCS400全数字直流调速器我们的目标是以最优价格为用户提供最佳最可靠的产品组合，同时伴以及时的交货，良好的协作和快速的响应。此组合的核心是 DCS 400最
15、新一代的直流传动。它的独特设计适合于不断变化的市场需要。 供电电压： 主电源：230500V、50/60HZ 控制电源：115230V 内置多种应用宏： DCS 400内部预置了八个应用宏。应用宏针对不同的应用已对软件流程及I/O接口做好了预设定。用户可以根据自己的需要调用所需应用宏。 IGBT励磁单元 在励磁部分中采用了最新的IGBT控制技术，不再需要磁场电压匹配变压器，磁场进线熔断器和电抗器也已集成在DCS 400模块中。 三相进线： 由于磁场部分采用了三相进线供电方式， 且直接取自为电枢供电的三相电源，因而DCS 400不再需要单独的磁场电源进线。简便的调试过程： DCS 400拥有多种调试工具。 在调试向导的引导下进行参数设定，加上全部的自优化调试过程，DCS 400的典型调试时间为15分钟。 拥有多种通讯方式： 各种通讯适配器使DCS 400可以以多种通讯协议与PLC相连。 DCS 400的主要应用领域： 冶金行业 橡胶及塑料行业 食品行业 包装机械 制浆造纸工业 玻璃工业 纺织机械 传输机械
