PLC智能信息处理的扶梯节能控制系统设计与开发(9)
（4） 直接转矩控制(DTC)
1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制理论，该技术在很大程度上解决了矢量控制的不足，它不是通过控制电流、磁链等量间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量来控制。其实质是用空间矢量的分析方法，以定子磁场定向方式，对定子磁链和电磁转矩进行直接控制的。这种方法不需要复杂的坐标变换，而是直接在电机定子坐标上计算磁链的模和转矩的大小，并通过磁链和转矩的直接跟踪实现PWM脉宽调制和系统的高动态性能。转矩控制的优越性在于:转矩控制是控制定子磁链，在本质上并不需要转速信息，控制上对除定子电阻外的所有电机参数变化鲁棒性良好; 省去了复杂的矢量变换与电动机的数学模型简化处理，没有通常的PWM信号发生器。它的控制思想新颖，控制结构简单，控制手段直接，信号处理的物理概念明确。但直接转矩控制也具有明显的缺点：转矩和磁链脉动。
为了解决上诉缺点，经过长时间的研究，主要通过改进以下几方面的来弥补不足：
（1） 对无速度传感器直接转矩控制的研究。
在实际应用中，安装速度传感器会增加系统成本，增加了系统的复杂性，降低系统的稳定性和可靠性，此外速度传感器不实用于潮湿、粉尘等恶劣的环境下。通过引入的定子磁链观测器能很容易估算出同步速度信息，因而能方便的实现无速度传感器。
（2） 定子电阻变化的影响
在低速时定子电阻的变化将影响磁通发生畸变，使系统性能变差。因此，如果能够对定子电阻进行在线辨识，就可以从根本上消除定子电阻变化带来的影响。研究结果表明，在线辨识是一个有效的方法。
（3） 磁链和转矩滞环的改进
传统的直接转矩控制一般对转矩和磁链采用单滞环控制，根据滞环输出的结果来确定电压矢量。因为不同的电压矢量对转矩和定子磁链的调节作用不相同，所以只有根据当前转矩和磁链的实时值来合理的选择。电压矢量，才能有可能使转矩和磁链的调节过程达到比较理想的状态。显然，转矩和磁链的偏差区分的越细，电压矢量的选择就越精确，控制性能也就越好。
（4） 死区效应的解决
为了避免上下桥臂同时导通造成直流侧短路，有必要引入足够大的互锁延时，结果带来了死区效应。死区效应积累的误差使逆变器输出电压失真，于是又产生电流失真，加剧转矩脉动和系统运行不稳定等问题，在低频低压时，问题更严重，还会引起转矩脉动。死区效应的校正，可由补偿电路检测并记录死区时间，进行补偿。这样既增加了成本，又降低了系统的可靠性。可用软件实现的方法，即计算出所有的失真电压，根据电流方向制成补偿电压指令表，再用前向反馈的方式补偿，这种新型方案还消除了零电压箝位现象。
需要说明的是，直接转矩控制的逆变器采用不同的开关器件，控制方法也有所不同。Depenbrock最初提出的直接自控制理论，主要在高压、大功率且开关频率较低的逆变器控制中广泛应用。目前被应用于通用变频器的控制方法是一种改进的、适合于高开关频率逆变器的方法。
变频技术在自动扶梯控制方面的运用一般有以下几种模式可以选择[21]：
（1） 交-交变频
最简单的变频调速装置，运用专门的变流装置使扶梯在空载时以很低的电源频率运行在节能模式，由于输出的电压波形不太理想，会使电动机的运行性能变坏，可能导致电动机过热。
（2） 旁门变频
当安装在自动扶梯上的传感器检测到一段时间内无人乘坐时，变频器自动接入扶梯的驱动装置，把扶梯的速度降低到额定速度的20%-50%节能运行；一旦检测到有人乘坐，变频器输出扶梯所需的额定电源电压和频率，使其速度提升到额定速度，随后就将变频器切除，直接接入电源运行。