三电平 dcdc（三电平 dcdc）

针对传统两电平SVPWM直接转矩控制系统存在转矩脉动大、响应慢、驱动功率不足等问题，介绍了三电平逆变器的原理及其应用于直接转矩控制的具体方法异步电机。通过Matlab仿真验证了其可行性和优越性。结果表明，该控制方法具有动态响应快、抗扰性强、转矩脉动小、谐波分量低、开关频率稳定等优点。对于改善异步电机的直接旋转非常有用。对扭矩控制系统的性能和减少开关管的损耗有一定的作用。

1.传统DTC原理介绍及仿真分析

1.1 DTC原理及仿真

图1-1 直接转矩控制框图

DTC根据定子磁链的位置信号以及转矩和磁链幅值的误差信号直接离线搜索矢量表，并通过变频器将选定的电压矢量施加到电机上。

图1-2 感应电机DTC系统切换表

图1-3 DTC整体仿真

图1-4 定子磁通圆轨迹

图1-5 DTC 下的电机扭矩

图1-6 磁通链扇区

图1-7 定子A相电流

图1-8 定子A相电流FFT分析

图1-9 电机转速

1.2 两级DTC仿真结果分析

突然加负载后，扭矩不能快速响应，扭矩脉动大，无法在小范围内精确控制。即使在稳态下也存在周期性的扭矩波动；定子三相电流谐波分量较大，会导致电机发热严重，开关损耗较大，使系统的输出功率减小，降低控制系统的效率；磁链畸变严重，轨迹偏离标准圆，当磁链越过扇区边界时，也会引起磁链跳变，特别是电机启动时，变化幅度较大，无法平滑增加且呈线性，启动后脉动严重；电机启动时，速度不能立即响应，速度上升缓慢，超调量大，达到给定值后不能保持恒定，并在1秒时突然出现。添加负载时，速度会突然变化，抗扰性会变弱。

2、三级DTC原理介绍及仿真分析

2.1 三级DTC原理及仿真

图2-1 三电平逆变器原理图

图2-2 三电平逆变器电压矢量图

图2-3 三电平SVPWM模块整体框图

图2-4 三级DTC整体仿真

图2-5 定子磁通圆轨迹

图2-6 DTC 下的电机扭矩

图2-7 磁通链扇区

图2-8 定子A相电流

图2-9 定子A相电流FFT分析

图2-10 电机转速

2.2 三级DTC仿真结果分析

改进后的控制系统可以在负载突然增加后快速响应扭矩，并且还可以在启动过程中快速建立扭矩。定子磁通变化几乎平滑，更接近标准圆。磁通穿过扇形边界时没有畸变，整体脉动幅度大大减小。电机速度响应快速准确，接近理想情况。启动时迅速上升并越过杆子。它体积小，稳定后能保持完全恒定，精度高。尤其值得注意的是，它在应对突发负载时具有很强的免疫力和适应性，几乎不会出现速度下降的情况。发生的小速度下降变化很快，速度也会很快变化。最大限度地减少速度变化对负载的不利影响。定子三相电流更接近标准正弦波，谐波分量较小，反映了开关频率的相对稳定性。因此，开关管损耗和电机发热问题将得到有效解决，系统效率也将相应提高。

三、总结

本文介绍了两级传统直接转矩控制的控制原理，并通过仿真验证了其缺点。针对其缺点，介绍了三电平逆变器，阐述了其控制策略，分析了其整个控制过程，验证了三电平多矢量控制在抑制谐波和减小转矩脉动方面的有效性和应用。模拟。由于大功率非恒转矩负载的实用性，直接转矩控制系统的抗干扰性和控制精度显着提高。