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1、SIEMENSDTC与矢量控制The differe nee betwee n DTC and Vector ControlSi ngle FAQEdition （2004 年一3 月）SIEMENSExceiience tn Aujomation & Drives： Siemsns关键词矢量控制，直接转矩控制Key WordsVector control , DTCA&D Service & SupportPage #-570年代西门子工程师 F.BIaschke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
2、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
3、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，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
4、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（BancBand控制），把转矩检测值与转矩给定值作比较，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
5、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A&D Service & SupportPage #-5ExcHenG inAutomation & drives； JSIEMENS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。三.矢量控制算法与直接转矩控制算法比较：Direct To
6、rque Central DTCFlux vector controlSpMdlIj M jCanMoFCoHtDi| Mr jV 3* J直獲菇矩揑制延图OOMTVtOL. VMUABLfSXi*Arwiatur# CcmnL Ia MCurrftnllM11AC DRIVES (PWM)Output vag. U Output *-rwquwicr, fBDlf&d Tor百u 騎 ControlftAoior Tkrt|mp TMotor Mbagrtotlvlno FluMa H?*下同腔制月龛的橙制变董控制性能比较表:控制方式MM440(VC)MasterDrive(VC)ABB A
7、CS600(DTC)调速范围1:5001:10001:1000静态速度精度0.02%0.0005%(+/-) 0.01%力矩控制精度什/-) 5%什/-) 2%什/-) 1%力矩上升时间3ms2.5ms1-5ms力矩脉动2%2%4%注意：直接转矩控制 DTC和矢量控制是变频器的两种不同的算法。在SIEMENS变频器中，MM440/6SE70有转矩控制功能。它是矢量控制算法中的一个控制功能而已，即 MM440/6SE70变频器不仅可以控制电机的转速，也可以通过电机转矩设定值来控制电机的转 矩（在上期我们已介绍过）。请不与DTC直接转矩控制算法相混淆。A&D Service & SupportPage #-5SIEMENSExcefience fn * & Driv0$: * Siemens j附录一推荐网址Drive西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团 客户服务与支持中心网站首页：http:/ .c n/Service/recomme nd.asp驱动技术常问问题：http:/support.automatio n.sieme .c n/service/a nswer/category.asp?cid=1038A&D Service & SupportPage #-5
