MATLAB交流电机直接转矩控制系统的仿真设计(3)
1.1.2 直接转矩控制系统的主要特点
直接转矩控制的出现主要在于克服矢量控制所存在的缺点，因此和矢量控制相比，直接转矩控制系统具有如下几个特点：
（1）直接转矩控制系统是直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩，它不需要将交流电动机与直流电动机进行比较、等效、转化，省去了矢量旋转变换等复杂的变换与计算。因而所需要的信号处理工作比较简单，所用的控制信号易于观测者对交流电动机的物理过程做出直接和明确的判断。
（2）直接转矩控制系统的磁场定向采用的是定子磁链，观测所需的是定子电阻。而矢量控制的磁链定向所用的是转子磁链，观测所需的时转子电阻和电感。
（3）直接转矩控制系统采用空间矢量的概念来分析三相交流电动机的数学模型和控制各物理量，使问题变得简单明了。
（4）直接转矩控制强调的是转矩的直接控制效果。与通过控制电流、磁链等量来间接控制转矩的矢量控制方法不同，直接转矩控制是把转矩直接作为被控制量进行控制，强调的是转矩的直接控制效果。其控制方法是通过转矩调节器把转矩检测值与转矩给定值做滞环比较，把转矩波动限制在一定的容差范围内，容差的大小还可以由转矩调节器来控制。因此，它的控制效果不取决于电动机的数学模型是否能够简化，而是取决于转矩的实际状况。【2】
1.1.3 直接转矩控制系统的研究现状
直接转矩控制技术从物理关系上构成转矩与磁链的近似解耦关系，可以获得良好的动态性能，控制结构简单，易于实现，很快接得到了广泛的推广与应用。虽然直接转矩控制系统有诸多优点，但是由于其发展时间并不长，所以依然存在很多不完美或者不成熟的地方，当然也有一些不足和局限。至今国内外许多学者针对直接转矩控制不断进行改进和完善，提出了很多有价值的观点和方案，其中有离散空间电压调制型直接转矩控制（DSCM-DTC）和基于空间电压矢量调制的连续型直接转矩控制，空间电压矢量型DTC系统结构主要有：转矩和磁链双闭环控制，转矩和磁链的无差拍控制，定子磁链闭环控制以及闭环转矩控制。
就目前而言，在直接转矩控制技术中常用的有两种控制方案，较为基本的一种是吹冰边形磁链控制方案，而另一种就是圆形磁链控制方案。综合控制效果来看，吹冰边形磁链控制方案在每吹冰分之一周期内仅使用一种非零电压矢量，这相当于吹冰阶梯波形逆变器供电的情况，转矩脉动和噪声都比较大，与气隙磁场为圆形的理想情况相差甚远。近似圆形的磁链方案比较接近理想情况，电动机损耗、转矩脉动和噪声均比较小。但从另一方面来看，吹冰边形方案有利于减小元器件的开关频率，适用于大功率领域，而近似圆形方案比较接近理想情况，一般用于中小功率高性能场合。
1.1.4 直接转矩控制技术的应用
（1）直接转矩控制在挖掘机行业中的应用
根据目前比较成熟的高性能交流调速技术，有矢量控制技术和直接转矩控制技术两种方案可供选择，这两种技术方案都可以较好地解决挖掘机的技术难题。然而直接转矩控制技术由于采用的是基于定子磁场定向的控制方法，故不需要再电动机轴端安装测速编码器来反馈转子位置的信号，而且仍能实现高精度的动静态速度和力矩控制。另外，直接转矩控制是对转矩的直接控制，故对负载的变化响应迅速，可实现快速的过程控制，同时又具有很高的过载能力和高达百分之二百的启动转矩。基于直接转矩控制技术的特点能够完全满足挖掘机的关键技术要求，故挖掘机采用以直接转矩控制技术为核心的交流调速装置。