摘要：在建立异步电机直接转矩控制系统的数学模型基础上，介绍了一种以tms320f2812为主控芯片和智能功率模块作为主电路，采用空间电压矢量脉宽调制技术得到逆变器的开关控制信号的全数异步电机直接转矩控制系统实现，给出了系统的硬件和软件结构。实验结果表明，采用svpwm技术的异步电机直接转矩控制系统实现简

单，性能优良，大大改善了电机的运行品质，提高r电压利用率。

关键词：tms320f2812；直接转矩控制；智能功率模块；异步电机

中图分类号：tm343    文献标志码：a    文章编号：1001-6848(2010)06-0074-04

  异步电动机直接转矩控制是继矢量控制之后又一种新型的具有高性能的交流电机变频调速技术，不同于矢量控制技术，它在很大程度上解决了矢量控制中计算复杂、特性易受电机参数变化的影响、实际性能难以达到理论分析结果的一些重要技术问题，其原理是利用空间矢量分析直接转矩控制系统的原理是利用空间矢量分析法、采用定子磁场定向、将实时检测到的定子电流和电压进行3/2变换、从而直接在静止的α-β坐标系下计算交流电机的转矩和磁链，再分别与给定转矩和磁链进行比较、进行bang-bang控制，根据控制器输出结果和磁链位置查找****开关表产生pwm信号，直接对逆变器的开关状态进行****控制01。本文给出了一种基于数字信号处理器tms320f2812和智能功率模块的异步电机直接矩转控制的实现方案，阐述了系统的硬件组成和软件设计方法，并对系统进行了实验研究，给出了实验结果。

  采用空间矢量分析方法，通过坐标变换可得直接转矩控制系统在α-β坐标系上的数学模型为：

  其电压方程为：

定子磁链方程为：

 

转矩方程为：

    根据上述模型，可得直接转矩控制系统的原理框图如图1所示，控制系统在低速运行时采用近似圆形的磁链轨迹，以此来保证在低定子频率下维持转矩和磁链基本不变。由图l可见，通过检测定子电压ua，ub，uc和定子电流ia，ib，ic，经3／2坐标变换，得到uα，uβ，iα，iβ，用式(1)~式(5)计算出定子磁链和电磁转矩观测值后，即可对两者进行闭环控制，由磁链所在的空间位置和查开关表输出开关状态。当逆变器处于某一工作状态时，磁链轨迹沿该状态对应的电压矢量方向运动，速度与电压矢量的幅值成比例，为了改变磁链矢量的旋转速度，需引入零电压矢量，在零电压矢量作用期间，磁链停止不动。交替使用工作矢量和零矢量，可有效控制磁链速度。这样选择合适的卒间电压矢量可使定子磁链矢量的轨迹近似圆形，并且矢量旋转的速度通过改变逆变器输出的零电压矢量和工作电压矢墨的作用时间来控制。零电压矢量是由转矩bang-bang控制来实现的，其控制过程是，当转矩与给定值的差值大于滞环宽度时，逆变器转入零矢量控制，磁链停转，转矩下降，直到转矩与给定值的差值小于滞环宽度时，再转人工作矢量状态，如此反复。控制过程中，如果定子磁链要求增加，dψ1=1，如果定子磁链要求减小，dψ1=0;如果转矩要求增加，dte=l，如果转矩要求减小，d te=o，如果转矩不变，dte=0。根据ddψ1和dte及定子磁链在空间的位置，按开关表选出合适的电压矢量。逆变器再将空间电压矢量在采样结束时加至电机的定子端控制电机运行。

    如图2所示，系统以tms320f2812为控制核心，以ipm模块为逆变器来实现对异步电机直接转矩控制系统的全数字化控制框图。