关于ACS800的DTC控制和主从控制

关于ACS800的DTC控制和主从控制

692人阅读 | 0条评论 发布于：2009-12-2 11:39:00

ACS800变频器具有DTC和主从控制技术两个重要功能，是选择双交流传动的主要依据。

（1）DTC技术

DTC技术是目前最先进的变频技术，能实现低速大力矩、低电流大力矩，独有的“零速满转矩”特性。在图1所示的DTC技术中，定子磁通和转矩被作为主要的控制变量，能够在没有光码盘或测速电机的反馈的条件下，精确控制任何标准鼠笼电机的速度和转矩。高速数字信号处理器与先进的电机软件模型相结合使电机的状态每秒钟被更新40,000次。

磁通制动：传动单元可以使用增加磁通量的方法来进行快速地制动。在制动过程中产

生的电能可以转化为热能，该功能适用于15KW以下的电机。为什么增加磁通量可以快速地制动，根据能量守恒定律，当磁通量增加，转矩增加后，速度就会降低了。

磁通优化：当传动单元在额定负载以下运行时，磁通优化能降低总能耗和电机的噪声水平，依负载转矩和速度的不同，电机和传动单元的总效率可以提升1%到10%。

该理论摒弃了磁场定向控制理论中的解耦控制，而由定子磁场进行定向。用空间矢量的分析方法，在定子坐标下借助三相定子电流和电压的测量值，计算磁通和转矩的实际值，并与磁通和转矩的给定值进行比较，分别经转矩与磁通调节器调节后，利用逆变器的六种开关状态，直接对逆变器的开关状态进行最佳控制。即通过电压空间矢量来控制定子磁链的旋转速度和方向，以改变磁通角的大小，并利用转矩与磁通角的比例关系达到控制转矩的目的。它省掉了繁琐的静止坐标和旋转坐标间的矢量变换以及大量的坐标变换计算，无需进行电动机数学模型的简化处理，没有通常的PWM信号发生器。它具有控制系统结构简单、控制手段直接、信号处理的物理概念明确等特点。该控制系统的转矩响应迅速，无超调，是一种具有较高动、静态性能的交流调速方法。

由于电机状态以及实际值和给定值的比较值被不断地更新，逆变器的每一次开关状态都是单独确定的。这意味者传动可以产生最佳的开关组合并对负载扰动和瞬时掉电等动态变化做出快速响应。在DTC中不需要对电压、频率分别控制的PWM调制器。因此没有固定的斩波频率，在实际运行中，不会产生其它变频器驱动电机时所发出的那种高频噪声，同时也降低了变频器本身的功耗。这种系统可以实现很快的转矩响应速度和很高的速度、转矩控制精度。

下图为转矩的动态控制：

12月12日摘录：

DTC- 直接转矩控制。ABB ACS 600 变频器除了可以选择SCALAR-标量控制外，还可以选择DTC-直接转矩控制。它是交流传动的一种先进的电机控制方式，变频器的通断直接控制电机关键的变量：磁通和转矩。它的每一次开关都是单独地由磁通和转矩的值决定的，而不是象传统PMW 磁通矢量传动中预先确定的矩阵来开关的。它使用于多种应用，在没有脉冲编码器反馈的情况下，仍可以对鼠笼电机进行精确的速度和转矩控制。

电机辨识运行、直流抱闸、速度调节器、直流励磁、磁通优化、磁通制动等功能：这些功能都是在DTC-直接转矩控制中才能够运用

（2）主从控制技术

主从控制技术是ABB公司专门为多电机传动应用而设计的，变频器之间通过光纤连接，其中一台变频器被设置为主机，其他变频器被设为从机，电机硬轴连接

主机实行速度控制，从机实行转矩控制，从机的转矩、速度控制信号由主机根据自身的转矩输出比例进行计算给出，可以有效地控制负载的平衡。

主机M1是速度控制，从机M2是转矩控制，从电机M2动态跟随主电机转矩的变化而变化。在正常的运行范围内，从机M2的速度调节器输出为零，从机时刻跟随主机的转矩给定，保持了负载的平衡。

如果主从机速度略有偏差（速度给定值-实际转速值），且速度偏差处于一定的窗口范

围内，窗口控制（windowcontrol）将使从机速度调节器的输入和输出保持为零,从机跟随主机的转矩给定（torqueref1），满足负载的平衡要求。如果速度偏差超出窗口范围，窗口控制（windowcontrol）把速度偏差与速度调节器相连，速度调节器输出增加或减少内部转矩给定，停止转速的进一步上升或下降,直至达到新的平衡。

下图为主从通讯接线