Badanie bezpośredniej regulacji momentu obrotowego silnika synchronicznego z magnesami trwałymi do montażu powierzchniowego
DTC ma zalety prostej struktury sterowania, szybkiej reakcji dynamicznej momentu obrotowego, mniejszej zależności od parametrów silnika i dobrej odporności na zmiany parametrów silnika. Jest szeroko stosowany w silnikach asynchronicznych i silnikach synchronicznych z magnesami trwałymi i odgrywa ogromną rolę w produkcji przemysłowej, takich jak urządzenia gospodarstwa domowego, przemysł motoryzacyjny i trakcja lokomotyw elektrycznych.
Metoda bezpośredniej kontroli momentu obrotowego (DTC) wykorzystuje metodę analizy wektora przestrzeni do analizy modelu matematycznego silnika prądu zmiennego bezpośrednio w stacjonarnym układzie współrzędnych stojana, konstruuje model algorytmu sprzężenia momentu i strumienia, oblicza i steruje momentem obrotowym przemiennika silnik i używa pętli histerezy. Sterownik (kontrola Bang-Bang) generuje sygnał PWM i bezpośrednio steruje stanem przełączania falownika poprzez tablicę przełączników, aby uzyskać wysoką dynamikę momentu obrotowego.
Podstawową zasadą jest pełne wykorzystanie charakterystyki przełączania inwertera napięcia. Przez ciągłe przełączanie stanu napięcia trajektorię wiązki strumienia stojana zbliża się do koła, a częstotliwość poślizgu jest zmieniana przez wstawienie wektora napięcia zerowego w celu regulacji momentu obrotowego silnika. Szybkość zmiany jest taka, że połączenie strumienia i moment obrotowy silnika AC zmienia się szybko w razie potrzeby.
Silnik uruchamia się bardzo szybko, rzeczywista prędkość może się szybko zmieniać i nie ma przekroczenia. Kiedy dana prędkość zmienia się znacznie, może szybko śledzić, wskazując, że sterowanie bezpośrednim momentem obrotowym ma doskonałe parametry dynamiczne i statyczne. Oprócz procesu ustalania pola magnetycznego przy uruchomieniu, tor biegu wiązki strumienia stojana pozostaje w przybliżeniu kołowy podczas procesów statycznych i dynamicznych, a amplituda wiązki strumienia nie ulega znacznym fluktuacjom, skutecznie zmniejszając falowanie wiązki strumienia gdy zmieniają się parametry silnika. Po przyłożeniu momentu obciążenia, reakcja dynamiczna momentu elektromagnetycznego jest szybsza, a wahania nie są duże, co poprawia osiągi w stanie ustalonym układu regulacji prędkości AC.
