基于DSP的异步电动机直接转矩控制系统设计(9)
4.4.2改变转矩滞环容差
磁链滞环容差为0.002Wb，转矩滞环容差为3。
图4.20 转矩波形
由于改变了转矩滞环容差，稳态后，转矩波动变大。
4.4.3 突加转矩
当磁链滞环容差为0.002Wb时，转矩滞环容差为1，在t=0.11s时，负载转矩由20突变到50，其仿真图像如下图示：
图4.21 定子磁链轨迹
图4.22 三相电流波形 图4.23 转速波形 图4.24 转矩波形
由仿真图可知，在0—0.06s时间段，P-I在调节器作用下，放大电流、转矩，转速迅速提升，在0.06s时达到稳态，在0.11s时，增大负载转矩，转矩突变，三相电流幅值变大，转速波动，但瞬间再次达到平衡。0.11s后，电机运行状态达到新的稳态。
4.4.4 改变负载转矩
负载转矩设为50，磁链滞环容差为0.002Wb，转矩滞环容差为1
图4.25定子磁链轨迹
图4.26 三相电流波形
图4.27 转矩波形
图4.29 转速波形
由于增大了负载转矩，电机平衡状态转矩变大，使得电机启动时间变长，0—0.13s时间段为电机的启动过程，在0.13s后，电机转速达到平衡，三相电流、转矩达到稳态，由于负载转矩的增大，三相电流稳态幅值增大。
仿真结果分析：
在直接转矩控制系统中，通过直接控制影响电机转速的磁链与转矩对电机转速进行控制。仿真中利用P-I调节器对启动过程进行放大，所以在启动时三相电流、转矩都比较大，使转速迅速提升并达到平衡。当转速达到平衡，三相电流幅值降低，转矩幅值降低，并且随着转速的平衡也达到平衡状态。
5. 系统硬件电路的设计
5.1系统硬件设计总体框图
在本系统中，为了减少强电系统对软件部分的强磁，噪音等不良影响，硬件系统在功能上分为两个大的相对独立的部分，即：弱电部分和强电部分；这两部分中间通过不同的接口单元连接和光耦隔离电路，吧不同的控制策略和不同的功率容量进行便捷的分割组合，使得系统的硬件设计也实现了部分模块化，方便了硬件实验平台部分重复利用，很大程度上减少了系统因强磁干扰产生的不可控性，另外也有利于实现由实验产品向实际产品转化。
图5.1 系统原理框图
系统的强电主电路采用交—直—交电压型变频电路。首先从电网引出三相交流电源经过整流电路，得到直流电，再通过滤波电容组的整理，出来的平滑直流电进入逆变单元，得到系统要求的三相交流电送给异步电动机。
由图5.1可以看出，系统是一个有电流、电压和速度反馈组成的闭环控制系统，DSP控制器吧各采样电路采集各相电流、电压进行A/D转换操作，在运用直接转矩控制算法等一系列操作，把随后DSP产生的PWM信号送给光耦隔离驱动电路后，从而控制智能逆变电路的功率器件的开通与关断，使整流的直流电转换为三相交流电源带动交流电机的运转。另外，开关电源电路负责DSP芯片、光耦隔离模块等系统低压电源供电；上位机与DSP控制器的通讯能使系统及时做出规定动作。