1、 本科生 毕业设计（论文）开题报告 学 院 电子信息与自动化学院 专 业 2007 电气工程及其自动化 题 目 异步电机直接转矩控制系统研究 年年 月月 日日 拟选题目 异步电机直接转矩控制系统研究 选题依据及研究意义 直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后发展起来的一种新型、 高性能变频 调速技术。它利用空间矢量分析方法，直接在定子坐标系下计算和控制交流电机 的转矩，采用定子磁场定向，通过对转矩和磁链的滞环控制产生 PWM 信号，直 接对逆变器的开关状态进行最佳控制，以获得系统的高动态性能。它不像矢量控 制那样，将交流电动机与直流电动机作比较、等效和转化，更不需要模仿直流电 动机的控制而要求利
2、用解耦后的简化交流电动机数学模型来实现对转矩的间接 控制，具有转矩响应快、控制结构简单、易于实现全数字化的特点，得到广泛应 用。 随着经济的发展， 在诸多领域里利用高性能的交流调速逐步替代价格较高的 直流调速是一个趋势。而直接转矩控制是高性能交流调速技术中潜力最大的一 种，而且其控制方法本身非常适合全数字化实现，这一点正和现在飞速发展的电 子技术相适应，所以对其进行深入的研究具有良好的现实意义。 文献综述（对已有相关代表性研究成果的综合介绍与评价） 1985 年德国学者 Depenbrock 和日本学者 Takahashi 相继提出异步电机的直 接转矩控制(DTC)思想。 DTC 是继矢量控制
3、之后发展起来的一种高性能交流调速 技术。DTC 直接在定子坐标下计算和控制转矩，并采用定子磁链定向控制，产 生最佳 PWM 信号，从而对逆变器开关状态进行最优控制，以获得高动态性能的 转矩控制。DTC 摒弃了复杂的矢量变换与计算，大大减少矢量控制性能易受参 数变化影响的问题，结构简单，易于数字化控制。DTC 的研究虽然已取得了很 大进展，但是它在理论和实践上还不够成熟，如低速性能差、脉动转矩大、限制 了系统的调速范围。矢量控制和直接转矩控制都属于磁场定向控制，前者是转子 磁场定向控制，而后者是一种特殊的定子磁场定向控制。 直接转矩控制技术一诞生， 就以自己新颖的控制思想， 简洁明了的系统结构，
4、 优良的静态性能受到了普遍的关注和得到了迅速的发展。DTC 在德国经过 10 多 年的发展， 其低速性能和高速域的谐波处理， 都有明显的改善， 并进入实用阶段。 目前 DTC 己经成功地应用于大功率高速电力机车、地铁、城市有轨电车的传动 控制系统，例如穿越英吉利海峡的高速列车采用的就是 DTC 系统。德国、日本、 瑞典、美国等都投入了大量的人力、物力和资金来开发和发展此项新技术。我国 对 DTC 仍处于仿真和实验阶段，仍有不少控制性能问题和应用问题有待解决。 研究内容（包括基本思路、框架、主要研究方式、方法等） 1直接转矩控制框图 直接转矩控制系统结构如下图所示，主要包括转矩计算、磁链计算、转矩、 磁链滞环调节器及转速PI调节等，通过转矩和磁链环选择合适的电压矢量，调节 电机转矩和定子磁链快速跟踪给定值， 以达到通过电机定子磁链控制电磁转矩的 目的。 直接转矩控制框图 2内容步骤 （1）建立了三相异步电机的数学模型，通过所介绍的变换矩阵得到了一部 电机在二相静止和两相旋转坐标系下的数学模型。在分析空间电压矢量的基础 上，结合一种
