湖南工程学院工程实习论文—交流变频调速系统
电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。FOC的调速范
围较宽（1：20～200），调速精度较高，低速特性连续，响应速度较快，但受参数变化影响较大，且计算复杂，控制相对繁琐。
4.3直接转矩控 (DTC)
直接转矩控制的基本思想是在准确观测定子磁链的空间位置和大小并保持其幅值基本恒定以及准确计算负载转矩的条件下，通过控制电动机的瞬时输入电压来控制电机定子磁链的瞬时旋转速度，来改变它对转子的瞬时转差率，达到直接控制电机输出的目的。 根据计算得出的反馈值（转速、电流）（没有实际值，因为在电机内部安装传感器并不实用，一般反馈量都是计算出来的）与给定值相比较，根据偏差（两种：磁链和转矩）大小，选择合适的电压矢量（开关状态）。电压矢量对定子磁链进行控制（幅值，相位），从而改变转矩。
传统直接转矩控制方法偏差分类： 磁链：1，需要增大 2，需要减小
转矩：1，需要增大 2，不变 3，需要减小
可见共有6中要求控制状态。在4个控制电压矢量和2个零电压矢量中选择合适的，即为滞环比较器的输出。仿真系统中这个功能由滞环比较单元与查表单元结合产生。
五、实验装置原理及简介
5.1、变频调速主电路介绍
主电路如图3-1所示，该系统主要由主电路，驱动电路，检测电路，保护电路及控制回路组成。
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图1 变频调速主电路
变频调速系统由交-直-交电压源型变频器，16位单片机80C196MC所构成的数字控制器，控制键盘与运行指示、磁通测量与保护环节等部分组成。
主电路的电压保护功能分为过电压保护和欠电压保护两大类，对于通常电压型逆变器，直流回路是能量传递和转换的通道，电网电压波动通过三相整流桥影响直流电压UDC，减速时因反馈能量来不及释放而生成的再生过电压，使直流电压UDC升高，如不采取相应的保护措施，很容易造成逆变桥的损坏。
逆变器功率器件采用智能功率模块IPM，型号为PM10CSJ060.IPM是一种由六个高速、低功耗的IGBT，优化的门极驱动和各种保护电路集成为一体的混合电路器件。由于采用了连续监测电流有传感功能的IGBT芯片，从而实现高效的过流和短路保护，同时IPM还集成了欠压锁定和过流保护电路。该期间的使用使变频系统硬件简单紧凑，并提高了系统的可靠性。对于由线路电感引起的脉冲过电压，采用这种常规的“检测-判断-保护”的方式是来不及保护的，通常采用吸收的方法来解决。一般采用RCD缓冲电路。
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5.2、变频器
MICROMASTER 440 是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。本系列有多种型号，额定功率范围从120W 到200kW（恒定转矩（CT）控制方式），或者可达250kW（可变转矩（VT）控制方式），供用户选用。本变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出器件。因此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运行的噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。
MICROMASTER 440 具有缺省的工厂设置参数，它是给数量众多的简单的电动机控制系统供电的理想变频驱动装置。由于MICROMASTER 440 具有全面而完善的控制功能，在设置相关参数以后，它也可用于更高级的电动机控制系统。MICROMASTER 440 既可用于单机驱动系统，也可集成到‘自动化系统’中。
该变频器的主要特性有： (1)易于安装，参数设置和调试 (2)易于调试 (3)牢固的EMC 设计
(4)可由IT（中性点不接地）电源供电 (5)对控制信号的响应是快速和可重复的
(6)参数设置的范围很广，确保它可对广泛的应用对象进行配置 (7)电缆连接简便 (8)具有多个继电器输出
(9)具有多个模拟量输出（0 - 20mA）
(10)6个带隔离的数字输入，并可切换为NPN/PNP 接线 (11)2个模拟输入：
1) AIN1：0 - 10 V，0 - 20mA 和-10 至 +10 V
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2)AIN2：0 - 10 V，0 - 20mA
(12)2个模拟输入可以作为第7 和第8个数字输入 (13)BiCo（二进制互联连接）技术 (14)模块化设计，配置非常灵活
(15)脉宽调制的频率高，因而电动机运行的噪音低 (16)详细的变频器状态信息和全面的信息功能
(17)有多种可选件供用户选用：用于与PC 通讯的通讯模块，基本操作面板（BOP），高级操作面板（AOP），用于进行现场总线通讯的PROFIBUS 通讯模块
性能特征： (1)矢量控制
(2)无传感器矢量控制（SLVC） (3)带编码器的矢量控制（VC） (4)V/f 控制
(5)磁通电流控制（FCC），改善了动态响应和电动机的控制特性 (6)多点V/f 特性
(7)快速电流限制（FCL）功能，避免运行中不应有的跳闸 (8)内置的直流注入制动 (9)复合制动功能改善了制动特性
(10)内置的制动单元（仅限外形尺寸为A 至F 的MM440变频器） (11)加速/减速斜坡特性具有可编程的平滑功能 (12)起始和结束段带平滑圆弧 (13)起始和结束段不带平滑圆弧
(14)具有比例，积分和微分（PID）控制功能的闭环控制 (15)各组参数的设定值可以相互切换 (16)电动机数据组（DDS）
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(17)命令数据组和设定值信号源（CDS） (18)自由功能块 (19)动力制动的缓冲功能 (20)定位控制的斜坡下降曲线 保护特性：
(1)过电压/欠电压保护 (2)变频器过热保护 (3)接地故障保护 (4)短路保护
(5)I2t电动机过热保护 (6)PTC/KTY 电动机保护
MICROMASTER 440 变频器有多种运行控制方式，即运行中电动机的速度与变频器的输出电压之间可以有多种不同的控制关系。各种控制方式的简要情况如下所述：
(1)线性V/f 控制，可用于可变转矩和恒定转矩的负载，例如，带式运输机和正排量泵类。
(2)带磁通电流控制（FCC）的线性V/f 控制，这一控制方式可用于提高电动机的效率和改善其动态响应特性。
(3)抛物线V/f 控制,这一方式可用于可变转矩负载，例如，风机和水泵。
(4)多点V/f 控制,有关这种运行方式更详细的资料，请参看MM440“参考手册”。
(5)纺织机械的V/f 控制,没有滑差补偿或谐振阻尼。电流最大值Imax 控制器从属于电压而不是频率。
(6)用于纺织机械的带FCC 功能的V/f 控制。
(7)带独立电压设定值的V/f 控制,电压设定值可以由参数P1330 给