异步电机调速系统控制策略发展概况
三相异步电动机变频调速的原理及发展
三相异步电动机变频调速的原理及发展摘要：阐述了变频调速三相异步电动机的原理及其发展趋势。
关键词：异步电动机；变频调速；变频器前言实际的生产过程离不开电力传动。
生产机械通过电动机的拖动来进行预定的生产方式。
直流电动机可方便地进行渊速，但直流电动机体积大、造价高，并且无节能效果。
而交流体积小、价格低廉、运行性能优良、重量轻，因此对交流电动机的凋速具有重大的实用性。
使用调速技术后，生产机械的控制精度可大为提高，并能够较大幅度地提高劳动生产率和产品质量，而且可对诸多生产过程实施自动控制。
通过大量的理论研究和实验，人们逐渐认识到：对交流电动机进行调速控制，不仅能使电力拖动系统具有非常优秀的控制性能，而且在许多场合中，还具有非常显著的节能效果。
鉴于多种调速方式中，交流变频调速具有系统体积小，重量轻、控制精度高、保护功能完善、工作安全可靠、操作过程简单，通用性强，使传动控制系统具有优良的性能，同时节能效果明显，产生的经济效益显著。
尤其当与计算机通信相配合时，使得变频控制更加安全可靠，易于操作(由于计算机控制程序具有良好的人机交互功能)，变频技术必将在工业生产发挥巨大的作用，让工业自动化程度得到更大的提高。
1异步电动机调速的原理及方法三相交流电动机定子绕组中的三相交流电在定子隙圆周上产生一个旋转磁场，这个旋转磁场的转速称同步转速，记为n 实际电动机转速n要低于同步转速，故一般称这样的三相交流电动机为三相异步电动机。
1．1工作原理异步电动机的同步转速遵从电机学基本关系n l=60f／p (1)式中f一一电源交变频率P一电机定子磁极对数电机学中还常用转差率S参量，其定义为s=(n l—n)／n l·100％(2)电机的实际转速n=(60f／p)(1一s)(3)1．2变频调速控制方式式(3)可知，异步电动机变频调速的控制方式基本上有以下三种。
1．2．1电源频率低于工频范同调节，电源的工频频率在我国为50Hz。
变频调速三相异步电动机的设计
变频调速三相异步电动机的设计本文将探讨变频调速技术在三相异步电动机设计中的应用。
本文将简要介绍变频调速技术的原理和发展概况；将详细阐述三相异步电动机的基本工作原理和设计步骤；将讨论变频调速技术在三相异步电动机设计中的应用及其优势。
变频调速技术是一种基于电力电子技术与微控制技术的调节电动机转速的方法。
它通过对电源频率的改变，实现对电动机的平滑调速。
变频调速技术具有高效、节能、精准控制等优点，已成为现代工业领域中广泛应用的调速技术之一。
近年来，随着电力电子器件的不断更新和微控制技术的进步，变频调速技术的性能和可靠性得到了极大的提高。
三相异步电动机是一种应用广泛的电动机类型，它利用电磁感应原理将电能转化为机械能。
三相异步电动机由定子和转子两部分组成，定子绕组接通电源后，产生旋转磁场，转子绕组在旋转磁场的作用下产生感应电流，进而产生电磁转矩，使电动机旋转。
三相异步电动机的设计核心是电磁场的分析和计算，以及转子结构和参数的优化。
三相异步电动机的设计步骤主要包括以下几个方面：（1）明确设计需求：根据实际应用场景，明确电动机的功率、转速、尺寸和温升等参数需求。
（2）选定电动机结构型式：根据应用场景的要求，选择电动机的结构型式，如封闭式、开启式、防护式等。
（3）确定电磁负荷：根据电动机的设计需求，计算电磁负荷，包括每相绕组的匝数、线径、磁路尺寸等。
（4）计算气隙磁通密度：通过电磁负荷的计算结果，计算气隙磁通密度，以确定电动机的电磁性能。
（5）优化转子结构和参数：根据气隙磁通密度计算结果，优化转子结构和参数，以获得更好的电磁性能和机械性能。
（6）设计定子铁心：根据电磁负荷和气隙磁通密度的计算结果，设计定子铁心，包括铁心尺寸、槽形和材料等。
（7）选择冷却方式：根据电动机的设计需求和结构型式，选择合适的冷却方式，如自然冷却、强迫通风冷却等。
变频调速技术在三相异步电动机设计中的应用及其优势变频调速技术在三相异步电动机设计中的应用，主要是通过在电源侧施加变频电压，达到调节电动机转速的目的。
异步电机的高性能变频调速控制策略及系统实现研究的开题报告
异步电机的高性能变频调速控制策略及系统实现研究的开题报告1. 研究背景与意义随着电力电子技术和数字信号处理技术的不断发展，异步电机变频调速技术已成为现代工业的重要手段。
异步电机具有结构简单、制造成本低、使用寿命长、维护方便等优点，广泛应用于各个领域，如工业、交通运输、农业等。
而异步电机的高性能变频调速控制技术则是弥补其传统调速方法缺陷的关键，能够使异步电机在节能、提高效率、提高控制精度等方面得到显著改善，有着非常广阔的应用前景。
2. 主要研究内容本次研究的主要内容是针对异步电机进行高性能变频调速控制的策略研究和系统实现。
主要包括以下几个方面：（1）异步电机的调速控制原理和方法研究，对比分析传统调速方法和变频调速方法的优缺点，了解异步电机变频调速技术的发展趋势。
（2）基于矢量控制原理，提出一种适用于异步电机变频调速的高性能矢量控制策略，针对电机在不同工作状态下的特性和控制要求进行优化设计，达到提高转矩精度、降低能耗的目的。
（3）设计异步电机高性能变频调速系统，包括硬件设计和软件设计两个方面。
硬件部分包括选型、电路设计、PCB设计等，通过PC机上位机实现与电机之间的通讯和控制；软件部分则包括控制算法设计、界面设计等，实现异步电机变频调速控制的自动化和智能化。
（4）对研究所提出的异步电机高性能变频调速控制策略和系统进行实验验证，并对实验结果进行分析和总结。
3. 研究计划和进度安排（1）前期阶段（1-2个月）：查阅文献，学习异步电机基础和变频调速技术，了解现有控制策略和系统设计方案，确定本研究内容和重点。
（2）中期阶段（3-6个月）：根据所学知识和现有技术，提出适用于异步电机变频调速的高性能矢量控制策略，进行算法设计和仿真验证，优化改进。
（3）后期阶段（7-9个月）：完成系统硬件设计和软件编码工作，并进行系统整体测试和实验验证。
（4）最终阶段（10-12个月）：对实验结果进行数据分析和总结，撰写论文并进行答辩。
异步电动机的调速
4.2 基频以上变频调速
在基频以上变频调速时，也按比例身高电源电压时不允许的，只能保持电压为UN不变，频率f1 越高，磁通 越低，是一种降低磁通升速的方法，这相当于他励直流电动机弱磁调速。 保持UN =常数,升高频率时，电动机的电磁转矩为
变频调速的特点和性能
变频调速设备（简称变频器）结构复杂，价格昂贵，容量有限。需要专用的变频电源，应用上受到一定限制。但随着电力电子技术的发展，变频器向着简单可靠、性能优异、价格便宜、操作方便等趋势发展；
相异步电动机的运行与拖动 小结
摘要：本章介绍了三相异步电动机的机械特性的三个表达式。固有机械特性和人为机械特性，阐述了三相异步电动机的起动、调速和制动的各种方法、特点和应用。
1. 三相异步电动机的机械特性表达式 （1）物理表达式
（2）参数表达式
（3）实用表达式
当三相异步电动机在额定负载范围内（ ）运行时， 实用表达式可以得到简化的线性表达式（近似公式）为
反接制动：分为定子两相反接的反接制动和倒拉反接制动两种。其特点是n1 与n反向，若是定子电流反接制动（产生反抗性转矩），则T 与TL同向，机械特性由第一象限转为第二象限，使电机迅速停车（当n ＝0时要及时拉开电源，否则反转）；若是倒拉反接制动（产生反抗性转矩），则T 与TL仍反向，机械特性由第一象限转为第四象限，电机反转使重物匀速下降。
调速效果，但在低速运行时，由于转差率s 增大，
消耗在转子电路的转差功率增大，电机发热严重； 低速时，机械性能太软，其调速范围和静差率达
不到生产工艺的要求； 采用下述闭环控制系统的调速范围一般为10:1。
其特点和性能为：
降压调速方法的改进 若要求低速时机械特性较硬，即在一定静差率下有较宽的 调速范围，又保证电机具有一定的过载能力，可采用转速负 反馈降压调速闭环控制系统，其原理框图及静特性如图示。
电机调速控制技术发展现状及对比分析
电机调速控制技术发展现状及对比分析目录1不同电动机调速系统发展及对比 (2)1.1 异步电机驱动系统 (2)1.2无刷永磁同步电机驱动系统 (3)1.3 新一代电机驱动系统 (4)1.4 不同电机调速系统性能对比 (6)2 永磁同步电机控制策略的发展现状 (7)2.1 交流电机调速原理 (7)2.2 电机调速方式 (8)3 DTC技术的发展现状 (20)电机调速控制是电机技术、电力电子技术、传感器技术、微电子技术、自动控制技术等多学科的交叉应用技术。
这些学科的发展促进了运动控制技术的发展。
其构成结构如图1所示。
近十年来，主要发展交流异步电机和无刷永磁电机系统。
与原有的直流牵引电机系统相比，具有明显优势，其突出优点是体积小，质量轻（其比质量为0.5-1.0kg/Kw）、效率高、基本免维护、调速范围广。
其研究开发现状和发展趋势如下。
图1.电机运动控制构成要素结构图1不同电动机调速系统发展及对比1.1 异步电机驱动系统异步电机其特点是结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠，低转矩脉动，低噪声，不需要位置传感器，转速极限高。
异步电机矢量控制调速技术比较成熟，使得异步电机驱动系统具有明显的优势，因此被较早应用于电动汽车的驱动系统，目前仍然是电动汽车驱动系统的主流产品（尤其在美国），但已被其它新型无刷永磁牵引电机驱动系统逐步取代。
最大缺点是驱动电路复杂，成本高；相对永磁电机而言，异步电机效率和功率密度偏低。
1.2无刷永磁同步电机驱动系统无刷永磁同步电机可采用圆柱形径向磁场结构或盘式轴向磁场结构，由于具有较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围，发展前景十分广阔，在电动车辆牵引电机中是强有力的竞争者，已在国内外多种电动车辆中获得应用。
1)、内置式永磁同步电机内置式永磁同步电机也称为混合式永磁磁阻电机。
该电机在永磁转矩的基础上迭加了磁阻转矩，磁阻转矩的存在有助于提高电机的过载能力和功率密度，而且易于弱磁调速，扩大恒功率范围运行。
异步电动机的调速综述
三相异步电动机的运行与拖动 小结
• 摘要：本章介绍了三相异步电动机的机械特性的 三个表达式。固有机械特性和人为机械特性，阐 述了三相异步电动机的起动、调速和制动的各种 方法、特点和应用。
1. 三相异步电动机的机械特性表达式 （1）物理表达式 （2）参数表达式
（3）实用表达式
当三相异步电动机在额定负载范围内（ ）运行时， 实用表达式可以得到简化的线性表达式（近似公式）为
转子回路串电阻属恒转矩调速方法，其特点和性为： 1）绕线式异步电动机转子回路串电阻调速方法简单， 调速设备简单，易于实现; 2）调速方法为分段多级调节，为有级调速系统，且 调速的平滑性较差; 3）不利于空载或轻载调速，表现于转速变化很小; 4）低速时转差率s大。转差功率大，转子回路中的 功率损耗大，效率低，发热严重经济性差; 5）调速范围不大，一般为（2～3）︰1，负载小时， 调速范围更小。 这种调速方法多用于起重机一类的对调速性能要求 不高的场合，对泵类负载也能应用。
1.变频调速的基本要求 主磁通 m保持不变，因为 m 增大将引起磁路过饱和，励磁电
m 减小将使最大转矩、过载能力下降。 流大大增加，
2.
变频调速原理及其机械特性 改变异步电动机定子绕组供电电源的频率f1，可以改 变同步转速n1 ，从而改变转速。如果频率 f1连续可调， 则可平滑的调节转速，如略去异步电动机定子阻抗压降， 则
U E 4.44 f1 N1 K N1 m
如果改变频率f1 ，且保持定子电源电压u1 不变，则气
隙每极磁通 m 将增大，会引起电动机铁芯磁路饱和，从而 导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机， 这是不允许的。因此，降低电源频率f1时，必须同时降低 电源电压，以达到控制磁通 m的目的。对此，需要考虑基
异步电机控制技术发展现状及未来趋势分析
异步电机控制技术发展现状及未来趋势分析引言：近年来，随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，异步电机控制技术在工业和家庭领域中得到了广泛应用。
本文将对异步电机控制技术的发展现状及未来趋势进行分析，并探讨其在能源节约和环境保护方面的潜力。
一、异步电机控制技术的发展现状1. 传统的异步电机控制技术传统的异步电机控制技术主要包括启动、运行和停止等方面的控制。
其中，启动控制通过启动电流的控制实现电机的平稳启动；运行控制主要包括转速控制、负载控制和故障保护等；停止控制主要通过切断电源来停止电机的运行。
2. 先进的异步电机控制技术随着电力电子技术的发展，先进的异步电机控制技术逐渐兴起。
其中，矢量控制技术通过测量电机的电流和转子位置来实现对电机的精确控制。
矢量控制技术可以实现电机的高效运行，并在低速和高速运行时提供更好的性能。
此外，模型预测控制技术也得到了广泛应用。
模型预测控制技术通过建立电机的数学模型并预测电机的未来运行状态，从而调整控制器的输出信号，实现对电机的控制。
模型预测控制技术在响应速度和动态性能方面具有优势，可用于实现高精度的电机控制。
3. 异步电机控制技术在工业领域中的应用异步电机控制技术在工业领域中发挥着重要作用。
例如，在制造业中，异步电机控制技术可用于控制生产线上的各种设备，提高生产效率；在风电领域中，异步电机控制技术可用于控制风力发电机组的转速和负载，提高风能的利用效率；在交通运输领域，异步电机控制技术可用于控制电动汽车的驱动系统，提高能源利用率。
二、异步电机控制技术的未来趋势1. 高效能源利用未来，随着能源短缺和环境问题的不断突出，异步电机控制技术将更加注重能源的高效利用。
通过优化电机的控制算法和控制策略，减少电机的能量损耗，提高电机的能效。
同时，结合再生能源技术，推动异步电机控制技术与太阳能、风能等能源的融合，实现可持续发展。
2. 智能化和自动化随着人工智能技术和自动化技术的迅猛发展，异步电机控制技术也将朝着智能化和自动化方向发展。
交流异步电机调速系统实验报告
交流异步电机调速系统实验报告引言在电力系统中，电机调速是一个非常重要且复杂的问题。
随着技术的不断发展，异步电机调速系统成为了广泛应用的一种方案。
本实验旨在通过搭建和调试一个交流异步电机调速系统，来研究其调速性能和控制策略。
实验目的1.理解交流异步电机调速系统的工作原理；2.掌握电机调速系统的基本组成和实验搭建方法；3.研究不同控制策略对电机调速性能的影响；4.分析实验结果，评价不同控制策略的优劣。
实验原理1.异步电机工作原理：异步电机由主电路和励磁电路组成。
主电路中的三相对称电压产生一个旋转磁场，而励磁电路中的电压和电流则产生感应转子电动势和转矩，使得电机运转起来。
2.异步电机调速原理：异步电机调速主要通过控制转子电阻、定子电压以及改变电机的励磁电流来实现。
常见的调速方法有直接转矩控制(DTC)、矢量控制(VC)等。
实验设备和步骤1.实验设备：–交流异步电动机–实验控制器–电压调节器–电流测量仪–速度测量仪–控制软件2.实验步骤：1.搭建电机调速系统的硬件连接，确保各设备按照要求连接并接通电源。
2.在控制软件中选择合适的控制策略，并设置调速参数。
3.运行实验控制器，观察电机的调速性能，并记录实验数据。
4.根据实验数据分析电机的调速性能，并评价不同控制策略的优劣。
实验结果分析根据实验数据，我们可以得出以下结论：1.不同控制策略对电机调速性能的影响：–直接转矩控制(DTC)可以实现较好的转矩和速度响应，但对转子电阻参数变化较为敏感。
–矢量控制(VC)具有较好的转矩和速度响应特性，并且对转子电阻参数变化不敏感。
2.不同电机负载对调速系统的影响：–在轻载情况下，不同控制策略的性能相对较为接近。
–在重载情况下，矢量控制(VC)表现出较好的调速稳定性和承载能力。
结论本实验通过搭建和调试交流异步电机调速系统，研究了不同控制策略对电机调速性能的影响，并分析了不同负载下的调速系统性能。
通过实验结果，我们得出了以下结论：1.矢量控制(VC)相比直接转矩控制(DTC)具有更好的转矩和速度响应特性，且对转子电阻参数变化不敏感。
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所属课程名称题目分院专业班级学号学生姓名指导教师2013 年 11 月 11 日异步电机调速系统控制策略发展概况异步电机相对于直流电机在结构简单、维护容易、对环境要求低以及节能和提高生产力等方面具有明显的优势，使它已经广泛运用于工农业生产、交通运输、国防以及日常生活之中。
早期交流调压调速系统的主回路基本上都采用SCR开关器件，输出的电压或电流波形中含有较多的谐波，造成电机转矩脉动大，功率因数较差。
随后发展的滑差频率速度闭环控制系统基本上解决了异步电机平滑调速的问题，同时也基本上具备了直流电机双闭环控制系统的优点，结构也不算太复杂，己能满足许多工业应用的要求，具有较广泛的应用价值。
然而，当生产机械对调速系统的动静态性能提出更高要求时，上述系统还是比直流调速系统略差一些。
原因在于，其控制规律是从异步电机稳态等效电路和稳态转矩公式出发推导出的平均值控制，完全不考虑过渡过程，因而在系统设计时，不得不做出较强的假设，忽略较多的因素，才能得出一个近似的传递函数，这就使得设计结果与实际相差较大，系统在稳定性、起动及动态响应等方面的性能尚不能令人满意。
1971年，德国学者F.Blaschke提出了交流电机的磁场定向矢量控制理论[1]，标志着交流调速理论的重大突破。
1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授提出了一种新型交流调速理论一直接转矩控制。
这种方法结构简单，在很大程度上克服了矢量控制中由于坐标变换引起的计算量大，控制结构复杂，系统性能受电机参数影响较大等缺点。
直接转矩控制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做比较、等效、转化；既不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解祸而简化交流电动机的数学模型。
直接转矩控制技术采用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系下计算与控制交流电机的转矩，采用电子磁场定向，借助于离散的两点式调节产生PWM信号，直接对逆变器的开关状态进行最佳控制，以获得转矩的高动态性能。
它省掉了复杂的矢量变化与电动机数学模型的简化处理，没有通常的PWM信号发生器，它的控制思想新颖，控制结构简单，控制手段直接，信号处理的物理概念明确，该控制系统的转矩响应迅速，限制在一拍以内无超调，是一种具有高静动态性能的交流调速方法。
第一节 传统的直接转矩控制系统原理传统的直接转矩控制的结构框图如图：1-1所示。
其根据转矩滞环比较器和磁链滞环比较器输出的开关信号TQ 和ϕT ，以及定子磁链所在的扇区信号sector ，从已知的定子电压开关信号选择表中选择合适开关状态，控制逆变器输出空间电压矢量，以维持转矩和定子磁链的偏差在滞环比较器的容差范围内，从而实现对转矩和磁链的直接控制。
定子磁链和电磁转矩的反馈值，可由磁链和转矩计算单元观测得到。
之前已经介绍了电压型逆变器和异步电机的数学模型，下面再对传统直接转矩控制系统的其他组成部分得工作原理进行简要说明。
e T ψ图1-1 传统的直接转矩控制系统的结构框图1.1 磁链和转矩计算单元直接转矩控制中，定子磁链是不能直接检测的，需要通过定子磁链观测器观测得到。
用定子电压和定子电流来确定定子磁链的观测器模型叫电压—电流定子磁链模型，可得定子磁链的i u -模型的矢量表达式：⎰-=dt i R u s s s sˆψ （1-1）sisusˆ图1-2 定子磁链的i u -模型框图模型框图如图1-2所示。
该模型结构简单，受参数影响小，适用范围在额定转速30%以上。
由于s s s U I R -值较大，测量误差及积分漂移的影响就变得微不足道；采用此模型能比较准确地观测出定子磁链。
但是当电机在低速运行时，s s s U I R -的值将变得很小，由于定子电阻s R 参数变化及测量所带来的误差会把实际值淹没掉，而且积分器漂移的影响也变得严重起来，从而就无法有效使用该模型。
因此，当电机转速较低时定子磁链的观测就不能再采用电压一电流模型了，而是要采用电流—转速模型，即根据定子电流和转速来观测定子磁链。
用定子电流和转速来确定定子磁链的观测器模型叫电流—转速定子磁链模型，在30%额定转速以下时，能准确比较观测定子磁链。
由以上得：s s r rm s i L L L ˆˆˆˆˆˆσψψ+= （1-2）r r s m r r r T j i L dtd T ψωψψˆˆˆˆˆˆ +=+ （1-3）式（1-2）（1-3）组合得到定子磁链的n i -模型，模型框图如图1-3所示。
从式（1-2）（1-3）可以看出，在计算过程中需要用到的电机参数有s L 、r T 、m L 和σ。
需要采集的输入变量为定子电流s i和电机转速r ω。
较i u -模型，n i -模型的表达式较为复杂，计算量也相对增加。
i ωsˆ图1-3 定子磁链的n i -模型框图计算定子磁链需要的定子两相电压αs u 和βs u 的是根据逆变器开关信号a S 、b S 、c S 和直流侧电压d U 的值计算得到的dc b s dcb a s U S S u U S S S u 332-=--=βα （1-4）定子两相电流αs i 和βs i 通过3/2变换获得，再根据三相电流的关系式0=++c b a i i i 进行化简，得到计算式为：ba s as i i i i i 33233+==βα （1-5）定子磁链幅值计算表达式为)(22βαψψψs s s -=（1-6）电磁转矩通过定子电流和定子磁链计算)(23βααβψψs s s s p e i i n T ⋅-⋅=（1-7） 式中p n 为电机极对数。
1.2 磁链调节器磁链调节器功能是根据定子磁链幅值实际值s ψ和幅值给定值*s ψ的偏差确定磁链开关信号ψT 。
其工作原理是根据定子电压和定子磁链的矢量表达式⎰-=dt i R u s s s sψ（1-8）由于定子电阻通常很小，在分析时若忽略定子电阻压降的影响，则有[8]⎰≈dt u s sψ （1-9）式（1-9）上式表明定子磁链空间矢量与定子电压空间矢量之间为积分关系，即增量关系，定子磁链矢量的变化方向跟随电压空间矢量的变化方向。
因此，如要使定子磁链轨迹为图2-4所示的半径为*s ψ，容差范围为ψε2的圆形轨迹，磁链调节器可以采用滞环比较器实现，滞环宽度从ψε-到ψε+，如图2-5所示。
α4V 56图1-4 定子磁链圆形轨迹其工作过程如下：当*s s ψψψε-≥时，说明定子磁链幅值实际值s ψ少于幅值给定值*s ψ，并且超出了容差上限ψε，滞环比较器输出1-=ψT ，开关选择表输出合适的定子电压空间矢量以增大s ψ；当*s s ψψψε-≤-时，说明定子磁链幅值实际值s ψ大于幅值给定值*s ψ，并且超出了容差下限ψε-，此时滞环比较器输出1=ψT ，开关选择表输出合适的定子电压空间矢量以减少s ψ；当*s s ψψεψψε-<-<时，定子磁链幅值实际值s ψ与幅值给定值*s ψ之差在容差范围ψε2内，此时滞环比较器输出保持不变，电压矢量也保持不变。
ψT ψ图1-5 磁链调节器1.3 开关选择单元开关选择单元的功能是，综合磁链开关信号ψT 、转矩开关信号TQ 和定子磁链扇区信号，再根据转矩调节优先的原则，选择合适的定子电压矢量，以达到控制电机转矩和磁链的目的。
开关选择表如表2-1所示表2-1 定子电压开关信号选择表（逆时针旋转）磁链信号ψT转矩信号TQ扇区1 扇区2 扇区3 扇区4 扇区5 扇区6 -1-1 V 2 V 3 V 4 V 5 V 6 V 1 1 V 7 V 0 V 7 V 0 V 7 V 0 1-1 V 3 V 4 V 5 V 6 V 1 V 2 1V 0V 7V 0V 7V 0V 7在电机运行过程中，电机参数随现场工况变化的影响在一定范围内变化，且这种变化规律事先难以获取，这将导致定子磁链观测器的精度降低。
在定子磁链和电磁转矩闭环的异步电机直接转矩控制系统中，磁链观测器工作在反馈通道，如果磁链观测器的幅值大于实际值，将导致电动机的弱磁运行；反之，如果磁链观测器的幅值小于实际值，将导致电动机的过励运行。
为了弥补电机参数变化导致的定子磁链和电磁转矩观测失准问题，考虑到i u -模型和n i -模型各自的特点，可以采用基于滤波器的定子磁链观测器。
高速时定子磁链i u -模型观测精度高；低速时定子磁链n i -模型观测精度相对较高，因此将定子磁链i u -模型和n i -模型综合在一起，即在高速时让i u -模型起主要作用，通过低通滤波器将n i -模型的观测值滤除。
在低速时让n i -模型起主要作用，通过高通滤波器将i u -模型的观测值滤除。
并且使这两个滤波器的转折频率相同，即可实现模型之间的平滑过渡。
基于滤波器的定子磁链观测器原理框图如图3-1所示。
定子磁链i u -模型的观测值ui s _ˆψ通过高通滤波器，定子磁链n i -模型的观测值in s _ˆψ通过低通滤波器，再将这两个值相加，即为定子磁链的观测值sˆψ。
s _ˆψs _ˆψsˆ图3-1 基于滤波器的定子磁链观测器电机参数变化导致定子磁链观测器的精度降低，其s R 、s L 和r T 这三个参数的变化对定子磁链观测器的影响较大。
通过增加低通和高通滤波器，提高了定子磁链观测器的精度。
1.4改进的磁链调节器和开关选择表电机低速时，工作电压矢量作用时间很短，零电压矢量作用的时间却很长，定子电阻压降对时间的积分值较大，其对定子磁链的影响也就不能忽略，而导致定子磁链轨迹内陷非常明显。
因此在原来磁链调节器两级容差的基础上扩展一级容差[9]，磁链开关信号在“1”和“-1”基础上再增加“-2”，磁链调节器如图3-2所示。
并且引入相应的定子磁链补偿电压，补偿低速时定子压降引起的内陷，得到改进的定子电压开关信号选择表3-1[10]。
ψψT图3-2 增加“-2”级的磁链调节器表3-1 增加“-2”级的定子电压开关信号选择表磁链信号ψT转矩信号TQ扇区1 扇区2 扇区3 扇区4 扇区5 扇区6 -2-1 V 3 V 4 V 5 V 6 V 1 V 2 1 V 1 V 2 V 3 V 4 V 5 V 6 -1-1 V 2 V 3 V 4 V 5 V 6 V 1 1 V 7 V 0 V 7 V 0 V 7 V 0 1-1 V 3 V 4 V 5 V 6 V 1 V 2 1V 0V 7V 0V 7V 0V 7第二节直流转矩控制的发展方向十几年来，在国内外直接转矩控制不断得到发展和完善，特别是随着各种智能控制理论的引入，涌现出了许多基于模糊控制和人工神经网络的DTC系统，使得控制性能得到了进一步的改善和提高。
控制系统的性能是借助于控制环节来实现的，改善和优化各个环节的结构，必然有利于控制系统性能的提高。