基于复合控制的变频调速系统实验平台

孙铁成，鞠雪强，王 钰，娜仁图亚

（哈尔滨工业大学 电气工程系，黑龙江 哈尔滨 150001）

矢量控制技术，经过复杂的坐标变换，可以将电机的转矩与磁链控制解耦，达到与直流电机调速系统相媲美的调速性能［1－2］。但是矢量控制计算复杂，调速性能还受到转子参数的影响，而且对外界抗干扰能力比较弱。直接转矩控制（direct torque control，DTC）这一高性能控制策略便由此发展起来，并被推广到弱磁调速［3］。该控制方法通过Bang－Bang控制，不依赖电机数学模型的简化，不需要复杂的旋转坐标变换，结构简单，具有较强的鲁棒性［4－7］，且运行性能不受转子参数变化的影响［8］。但是直接转矩控制技术还存在以下问题［9－11］：直接转矩控制在采用 Bang－Bang控制时，会使得转矩产生较大的脉动；滞环的存在，使得系统的开关频率不能固定；低速运行时，定子电阻的压降不可忽略，定子电阻的变化会对此联模型的估算精度产生较大影响。针对直接转矩控制系统存在的问题，文献［12－13］提出了多种解决方案，使得DTC方法的调速性能有了较大的改善。

本文从DTC技术存在的问题出发，对调速系统的控制策略进行优化，提出了一种基于SVM－DTC的控制策略，并设计了一个交流调速实验平台。该实验平台面向学生设计，硬件电路主要由交－直－交变频主电路构成，其中逆变电路部分采用智能功率模块IPM，软件主要靠VC＋＋6.0对整个系统控制策略进行编程，并生成一个人机交互界面，软硬件之间通过基于PCI总线的DSP运动控制卡实现数据传输，实现实验平台的实时性和开放性控制。……