基于DSP的异步电动机直接转矩控制系统设计(7)
3.5 电压空间矢量开关表
如图3.4，电压空间矢量将平面划分为6个扇区，6条虚线代表各个扇区间的分界线，每个扇区包含一个非零电压矢量，并且是该扇区的角平分线，称扇区主矢量。
图3.4电压空间矢量与扇形区域
根据磁链和转矩调节器的输出来选择下一周期要施加的电压矢量，实现电机的直接转矩控制，需要兼顾磁链和转矩的控制。以2扇区为例来，在此区域中， 为正向力矩矢量， 为反向力矩矢量，而 是使磁链减小的矢量， 是使磁链增大的矢量。因此如果需要既增大磁链，同时又需要正向力矩的话，就应该选择电压矢量 ；如果增大磁链，同时需要反向力矩的话，选择 ；如果减小磁链，同时需要正向力矩的话，选择 ；如果减小磁链，同时需要反向力矩的话选择 。利用这样的原理，在整个磁链角空间里列成一个定子向量表，来表示在不同区域里所有情况下的电压矢量选择，在此区域中具体的选择方法（ 逆时针运动）如表3所示：
综上可以把直接转矩控制总结为：在控制系统中根据定子磁链的幅值以及电磁转矩的当前值，分别与给定的磁链的幅值以及电磁转矩的值进行比较，给出正确的磁链开关信号，从6个有效电压矢量中选择一个最佳的控制矢量，使电机运行在期望最佳状态。
表3 转矩、磁链、扇形区间开关控制表
S(1) S(2) S(3) S(4) S(5) S(6)
1 0 V2 V3 V4 V5 V6 V1
1 V7 V0 V7 V0 V7 V0
2 V6 V1 V2 V3 V4 V5
2 0 V3 V4 V5 V6 V1 V2
1 V0 V7 V0 V7 V0 V7
2 V5 V6 V1 V2 V3 V4
4 .直接转矩控制的系统设计
通过对定子端电流、电压的采样信号进行3s/2s变换，再计算 静止坐标系下的两相电压、电流，然后同速度反馈信号一起进入转矩观测模型和磁链观测模型，得到磁链和转矩的估计值 ，在转矩调节器和磁链调节器中与转矩和
图4.1直接转矩控制系统的原理图
磁链给定值 进行比较，得出系统的状态信息，最后根据磁链扇形区间判断模块的输出信号，从开关状态表中选出适合的开关状态驱动逆变器，给电机提供最优的电压空间矢量实现电机高性能的转矩控制。
4.1调节器设计
4.1.1磁链调节器设计
在直接转矩控制系统中，磁链调节就是对定子磁链幅值进行两点式调节，由磁链滞环比较器实现，也就是施密特触发器。调节器的容差宽度为± ，即定子磁链幅值相对于给定值所允许的波动范围。磁链调节器的输入信号是磁链给定值与磁链反馈值之差，其输出值为磁链开关信号。如图4.2是磁链调节器的原理图：
图4.2 磁链调节器的原理图
其中 是磁链给定值， 是磁链反馈至， 是磁链给定值和反馈值的误差值， 为误差带， 是磁链调节器的输出，根据原理图可以得出磁链调节器的输出：