基于转矩观测的分时换相策略的无刷直流电机直接转矩控制

冯嘉鹏， 王喜顺

(华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州 510642)

设电机在t=0时换相，此时，AC相之间的电压由Ud变成0，BC相之间的电压由0变成Ud。设在t=toff时刻A相电流由I变为0，而B相电流由0变为iB(toff)，而此后变化到稳定值I。即有iA(0)=I，iB(0)=0，iC(0)= － I。令 L=LS－ LM，对式(1)进行拉普拉斯变化并代入初始条件，得到在区间［0 toff］内的电流方程为

同理，当t＞toff时的电流方程为

0 引言

直接转矩控制(Direct Torque Control，DTC)是由德国学者 M.Depenbrock和日本学者 I.Takahashi首先针对异步电机提出的一种先进的标量控制技术［1-2］。其基本原理是将电机的定子磁链和转矩的观察值与理想值相比较，再根据结果通过查表的方式选择最优的电压空间矢量，实现对转矩的直接控制，其难点在于磁链轨迹的观测与给定。文献［3］首次设计了带磁链观察环节和转矩观察环节的DTC。但是所采用的转矩观察公式中包含两个微分量，不但计算量大，而且易产生较大的误差。文献［4-5］通过分析认为二二相导通的无刷直流电机(Brushless DC Motor，BLDCM)换相转矩波动产生的其中一个重要原因是关断相的存在，从而提出一种三三导通的直接自控制策略。同时，针对传统转矩观察公式含有微分量，采用了通过构造反电动势函数的方法计算转矩，从而减小计算量，提高观察精度。

最佳分时换相策略是通过在二二相导通方式的换相期间适当地插入三三相导通方式来补偿由于换相电流下降带来的转矩下降，其难点在于最佳分时时刻和各相导通时间长短的确定。文献［6］分析了换流过程给转矩波动带来的影响，给出了一种选择理想换相时刻的方法，就是通过测量反电动势的大小并与电路总电压作比较，当符合某一确定的比例关系时进行换相能保证转矩不变。……