本發(fā)明涉及逆變器-電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種抑制直流側(cè)電容電壓波動(dòng)的直接轉(zhuǎn)矩控制算法。

背景技術(shù)：

三電平中點(diǎn)箝位型逆變器拓?fù)渥鳛橐恢币詠?lái)研究的熱點(diǎn)，在其調(diào)制策略、控制方法及中點(diǎn)電位平衡等方面已取得豐碩的研究成果。為獲得更高的可靠性，就要求逆變器具有更強(qiáng)的故障容錯(cuò)能力，使系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)依然能夠穩(wěn)定運(yùn)行。因此三電平中點(diǎn)箝位型逆變器眾多故障容錯(cuò)重構(gòu)拓?fù)渲幸环N低成本的合理選擇——八開(kāi)關(guān)三相逆變器也越來(lái)越多的受到廣大研究學(xué)者的關(guān)注，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如附圖1所示。

直接轉(zhuǎn)矩控制是迄今為止交流傳動(dòng)系統(tǒng)中除矢量控制策略以外的另一種被廣泛應(yīng)用的高性能控制策略。與矢量控制不同，直接轉(zhuǎn)矩控制不需要進(jìn)行復(fù)雜的坐標(biāo)變換與矢量解耦，也省略了脈寬調(diào)制的部分，直接通過(guò)滯環(huán)調(diào)節(jié)器選擇合適的矢量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的獨(dú)立控制。它不僅能獲得快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，也能夠克服對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)的依賴(lài)，并且控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰簡(jiǎn)單。

目前已有相關(guān)文章對(duì)八開(kāi)關(guān)三相逆變器這種新型故障容錯(cuò)拓?fù)涞恼{(diào)制策略與控制算法展開(kāi)研究。為提高直流電壓利用率，提出了基于疊加原理的空間矢量脈寬調(diào)制過(guò)調(diào)制算法，推導(dǎo)了全調(diào)制度范圍內(nèi)的空間矢量脈寬調(diào)制算法及其等效載波脈寬調(diào)制算法，并提出了一種可以在低頻運(yùn)行時(shí)保證輸出三相電流平衡的載波脈寬調(diào)制算法，但并未考慮對(duì)直流側(cè)電容電壓波動(dòng)的抑制。另外也將直接轉(zhuǎn)矩控制策略應(yīng)用于八開(kāi)關(guān)三相逆變器-感應(yīng)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，但文中所提的三電平容錯(cuò)拓?fù)涞闹苯愚D(zhuǎn)矩控制算法僅采用了6個(gè)小矢量作用，通過(guò)轉(zhuǎn)矩、磁鏈滯環(huán)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制，并沒(méi)有考慮直流側(cè)中點(diǎn)電位不平衡的問(wèn)題。

綜上上述，現(xiàn)有八開(kāi)關(guān)三相逆變器的調(diào)制與控制算法存在的不足是：均未考慮三電平結(jié)構(gòu)固有的直流側(cè)中點(diǎn)電位不平衡的問(wèn)題，沒(méi)有采用相應(yīng)的控制算法對(duì)八開(kāi)關(guān)三相逆變器直流側(cè)兩電容電壓的波動(dòng)進(jìn)行抑制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的如上不足，本發(fā)明的目的是提供一種能夠抑制直流側(cè)電容電壓波動(dòng)的八開(kāi)關(guān)三相逆變器-感應(yīng)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制算法，通過(guò)采用該閉環(huán)控制算法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)磁鏈和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行精確控制的同時(shí)很好的抑制直流側(cè)兩電容電壓的波動(dòng)，以達(dá)到更加優(yōu)良的控制效果。技術(shù)方案如下：

一種抑制直流側(cè)電容電壓波動(dòng)的直接轉(zhuǎn)矩控制算法，其特征在于，在八開(kāi)關(guān)三相逆變器拓?fù)涞那闆r下，所述算法包括：

A：分析得到影響電機(jī)定子磁鏈、電磁轉(zhuǎn)矩以及直流側(cè)兩電容電壓Uc1和Uc2變化的主要因素為基本電壓矢量；

B：分析施加不同的基本電壓矢量時(shí)，電機(jī)定子磁鏈、電磁轉(zhuǎn)矩、直流側(cè)兩電容電壓Uc1和Uc2大小變化情況：

將各個(gè)基本電壓矢量分解為沿磁鏈?zhǔn)噶糠较虻姆至亢痛怪庇诖沛準(zhǔn)噶糠较虻姆至浚?/p>

若基本電壓矢量沿磁鏈?zhǔn)噶糠较蛏系姆至颗c磁鏈?zhǔn)噶客?，則該基本電壓矢量使磁鏈幅值增大，若其與磁鏈?zhǔn)噶糠聪?，則該基本電壓矢量使磁鏈幅值減??；

若基本電壓矢量垂直于磁鏈?zhǔn)噶糠较虻姆至颗c電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向同向，則該基本電壓矢量使電磁轉(zhuǎn)矩增大，若其與電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向反向，則該基本電壓矢量使電磁轉(zhuǎn)矩減小；

若基本電壓矢量位于靜止兩相坐標(biāo)平面的右半平面，則該基本電壓矢量使Uc1增大Uc2減??；若其位于左半平面，則該基本電壓矢量使Uc1減小Uc2增大；

C：根據(jù)上述分析，采用磁鏈滯環(huán)調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)器和電容電壓滯環(huán)調(diào)節(jié)器，設(shè)計(jì)矢量選擇開(kāi)關(guān)表，實(shí)現(xiàn)對(duì)八開(kāi)關(guān)三相逆變器-感應(yīng)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)閉環(huán)直接轉(zhuǎn)矩控制：

若磁鏈滯環(huán)調(diào)節(jié)器輸出為1，則需施加使磁鏈幅值增大的電壓矢量，若其輸出為0，則需施加使磁鏈幅值減小的電壓矢量；

若轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)器輸出為1，則需施加使轉(zhuǎn)矩增大的電壓矢量，若其輸出為-1，則需施加使轉(zhuǎn)矩減小的電壓矢量，若其輸出為0表示需施加零電壓矢量；

若電容電壓滯環(huán)調(diào)節(jié)器輸出為1，則需施加使Uc1減小Uc2增大的電壓矢量，若其輸出為0，則需施加使Uc1增大Uc2減小的電壓矢量。

進(jìn)一步的，分析影響電機(jī)定子磁鏈、電磁轉(zhuǎn)矩變化的主要因素的方法為：根據(jù)三相感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了電機(jī)定子磁鏈與電磁轉(zhuǎn)矩變化率公式：

其中：ψ_s表示定子磁鏈，u_s表示基本電壓矢量，T_e表示電磁轉(zhuǎn)矩，n_p表示電機(jī)的極對(duì)數(shù)，ψ_r表示轉(zhuǎn)子磁鏈，L_s、L_r、L_m分別表示定子電感、轉(zhuǎn)子電感、定轉(zhuǎn)子互感，R_s表示定子電阻，R_r表示轉(zhuǎn)子電阻，ω_r表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；忽略定子電阻壓降的影響，并將T_e、ψ_s、ψ_r及ω_r在一個(gè)采樣周期內(nèi)相對(duì)于施加的電壓矢量u_s的變化忽略不計(jì)，則由上述兩式可得，影響電機(jī)定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩瞬時(shí)變化的最主要因素是該時(shí)刻所施加的基本電壓矢量。

更進(jìn)一步的，所述影響直流側(cè)兩電容電壓Uc1和Uc2變化的主要因素的方法為：在八開(kāi)關(guān)三相逆變器拓?fù)渲校捎谑┘硬煌妷菏噶繒r(shí)，對(duì)應(yīng)的三相橋臂的開(kāi)關(guān)狀態(tài)將導(dǎo)致三相負(fù)載的不同連接方式，因此產(chǎn)生不同的中點(diǎn)電流，且中點(diǎn)電流表示為：

I_o＝I_a+(1-|S_b|)I_b+(1-|S_c|)I_c

其中，I_a、I_b、I_c表示電機(jī)的a、b、c三相電流；S_b，S_c表示開(kāi)關(guān)函數(shù)，當(dāng)b相橋臂上面兩開(kāi)關(guān)管T_b1和T_b2或c相橋臂上面的兩開(kāi)關(guān)管T_c1和T_c2導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)關(guān)函數(shù)的值為1；當(dāng)b相橋臂中間兩開(kāi)關(guān)管T_b2和T_b3或c相橋臂中間兩開(kāi)關(guān)管T_c2和T_c3導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)關(guān)函數(shù)的值為0；當(dāng)b相橋臂下面兩個(gè)開(kāi)關(guān)管T_b3和T_b4或c相橋臂下面兩個(gè)開(kāi)關(guān)管T_c3和T_c4導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)關(guān)函數(shù)的值為-1；

由于中點(diǎn)電流的變化導(dǎo)致直流側(cè)上下兩電容分別進(jìn)行充電或放電過(guò)程，進(jìn)而引起直流側(cè)兩電容電壓Uc1和Uc2的波動(dòng)；所以基本電壓矢量是影響直流側(cè)兩電容電壓變化的主要因素。

更進(jìn)一步的，所述八開(kāi)關(guān)三相逆變器拓?fù)錇槿娖街悬c(diǎn)箝位型逆變器在某相橋臂開(kāi)關(guān)器件發(fā)生開(kāi)路或短路故障后的故障容錯(cuò)重構(gòu)拓?fù)洹?/p>

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的算法能夠使系統(tǒng)具有良好的動(dòng)靜態(tài)性能，并將直流側(cè)兩電容電壓的波動(dòng)抑制在可接受的范圍內(nèi)，基本保證了直流側(cè)中點(diǎn)電位的平衡，易于數(shù)字控制器實(shí)現(xiàn)，可達(dá)到良好的控制效果；且該算法有很強(qiáng)的通用性，可方便移植到針對(duì)其他變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的需考慮直流側(cè)電容電壓波動(dòng)抑制問(wèn)題的直接轉(zhuǎn)矩控制算法中。

附圖說(shuō)明

圖1是八開(kāi)關(guān)三相逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

圖2是基本電壓矢量分布圖。

圖3是施加各個(gè)基本電壓矢量對(duì)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的影響的一個(gè)實(shí)施例示意圖。

圖4是八開(kāi)關(guān)三相逆變器-感應(yīng)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制算法原理框圖。

圖5a是不考慮直流側(cè)電容電壓控制時(shí)逆變器輸出相電壓的仿真波形。

圖5b是考慮直流側(cè)電容電壓控制時(shí)逆變器輸出相電壓的仿真波形。

圖6a是不考慮直流側(cè)電容電壓控制時(shí)電機(jī)三相電流的仿真波形。

圖6b是考慮直流側(cè)電容電壓控制時(shí)電機(jī)三相電流的仿真波形。

圖7a是不考慮直流側(cè)電容電壓控制時(shí)直流側(cè)兩電容電壓的仿真波形。

圖7b是考慮直流側(cè)電容電壓控制時(shí)直流側(cè)兩電容電壓的仿真波形。

圖8a是不考慮直流側(cè)電容電壓控制時(shí)電機(jī)定子磁鏈幅值的仿真波形。

圖8b是考慮直流側(cè)電容電壓控制時(shí)電機(jī)定子磁鏈幅值的仿真波形。

圖9a是不考慮直流側(cè)電容電壓控制時(shí)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的仿真波形。

圖9b是考慮直流側(cè)電容電壓控制時(shí)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的仿真波形。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。一種抑制直流側(cè)電容電壓波動(dòng)的八開(kāi)關(guān)三相逆變器-感應(yīng)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制算法，根據(jù)三相感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型和八開(kāi)關(guān)三相逆變器拓?fù)洌茖?dǎo)得出影響電機(jī)定子磁鏈、電磁轉(zhuǎn)矩以及直流側(cè)兩電容電壓大小瞬時(shí)變化最主要因素是該時(shí)刻所施加的基本電壓矢量，通過(guò)具體分析在八開(kāi)關(guān)三相逆變器的不同扇區(qū)內(nèi)，施加各個(gè)基本電壓矢量對(duì)電機(jī)定子磁鏈、電磁轉(zhuǎn)矩以及直流側(cè)兩電容電壓大小變化的影響，采用磁鏈、轉(zhuǎn)矩和電容電壓三個(gè)滯環(huán)調(diào)節(jié)器，設(shè)計(jì)新的矢量選擇開(kāi)關(guān)表，完成八開(kāi)關(guān)三相逆變器-感應(yīng)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)閉環(huán)直接轉(zhuǎn)矩控制。在傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制的磁鏈和轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上增加了電容電壓滯環(huán)調(diào)節(jié)器，考慮了各個(gè)基本電壓矢量對(duì)直流側(cè)兩電容電壓大小的不同影響，通過(guò)重新設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)表，使得在控制電機(jī)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的同時(shí)能夠很好的抑制直流側(cè)兩電容電壓的波動(dòng)，保證傳動(dòng)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。

本實(shí)施例的八開(kāi)關(guān)三相逆變器拓?fù)錇槿娖街悬c(diǎn)箝位型逆變器在某相橋臂開(kāi)關(guān)器件發(fā)生開(kāi)路或短路故障后的故障容錯(cuò)重構(gòu)拓?fù)?，即故障后切除故障橋臂，僅保留兩相正常工作的橋臂，此處以A相橋臂故障為例。如圖1所示，左邊橋臂為B相橋臂，右邊橋臂為C相橋臂；B相橋臂共包含四個(gè)開(kāi)關(guān)管Tb1、Tb2、Tb3、Tb4；C相橋臂共包含四個(gè)開(kāi)關(guān)管Tc1、Tc2、Tc3、Tc4；B相橋臂和C相橋臂還均有4個(gè)續(xù)流二極管和兩個(gè)鉗位二極管。由于鉗位二極管的作用，每相輸出P(正)、O(零)、N(負(fù))三種電平，共形成9個(gè)基本電壓矢量：OO、ON、OP、NN、NO、PO、PP、NP和PN，如圖2所示的基本電壓矢量分布圖。直流側(cè)包含兩個(gè)電容，位于P電平側(cè)的電容C1和位于N電平側(cè)的電容C2，電容C1的電壓為Uc1，電容C2的電壓為Uc2。

該算法包含以下具體實(shí)現(xiàn)步驟：

A：首先，根據(jù)三相感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了電機(jī)定子磁鏈與電磁轉(zhuǎn)矩變化率公式：

其中：ψ_s表示定子磁鏈，u_s表示基本電壓矢量，T_e表示電磁轉(zhuǎn)矩，n_p表示電機(jī)的極對(duì)數(shù)，ψ_r表示轉(zhuǎn)子磁鏈，L_s、L_r、L_m分別表示定子電感、轉(zhuǎn)子電感、定轉(zhuǎn)子互感，R_s表示定子電阻，R_r表示轉(zhuǎn)子電阻，ω_r表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。忽略定子電阻壓降的影響，并認(rèn)為T(mén)_e、ψ_s、ψ_r及ω_r在一個(gè)采樣周期內(nèi)相對(duì)于施加的電壓矢量u_s的變化可以忽略不計(jì)，則由式(1)和(2)可得，影響電機(jī)磁鏈和轉(zhuǎn)矩瞬時(shí)變化的最主要因素是該時(shí)刻所施加的基本電壓矢量。

其次，根據(jù)八開(kāi)關(guān)三相逆變器拓?fù)淇芍?，?dāng)施加不同電壓矢量時(shí)，對(duì)應(yīng)的三相橋臂的開(kāi)關(guān)狀態(tài)將導(dǎo)致三相負(fù)載的不同連接方式，從而產(chǎn)生不同的中點(diǎn)電流，中點(diǎn)電流可表示為：

I_o＝I_a+(1-|S_b|)I_b+(1-|S_c|)I_c (3)

其中，I_a、I_b、I_c表示電機(jī)的a、b、c三相電流；S_b，S_c表示開(kāi)關(guān)函數(shù)，當(dāng)b相橋臂上面兩開(kāi)關(guān)管T_b1和T_b2或c相橋臂上面的兩開(kāi)關(guān)管T_c1和T_c2導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)關(guān)函數(shù)的值為1；當(dāng)b相橋臂中間兩開(kāi)關(guān)管T_b2和T_b3或c相橋臂中間兩開(kāi)關(guān)管T_c2和T_c3導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)關(guān)函數(shù)的值為0；當(dāng)b相橋臂下面兩個(gè)開(kāi)關(guān)管T_b3和T_b4或c相橋臂下面兩個(gè)開(kāi)關(guān)管T_c3和T_c4導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)關(guān)函數(shù)的值為-1。

中點(diǎn)電流的變化將會(huì)導(dǎo)致直流側(cè)上下兩電容C1和C2分別進(jìn)行充電或放電過(guò)程，進(jìn)而造成直流側(cè)兩電容電壓Uc1和Uc2波動(dòng)。因此可得，基本電壓矢量也是影響直流側(cè)兩電容電壓變化的主要因素。

B：詳細(xì)分析在八開(kāi)關(guān)三相逆變器的不同扇區(qū)內(nèi)，施加各個(gè)基本電壓矢量對(duì)電機(jī)定子磁鏈、電磁轉(zhuǎn)矩以及直流側(cè)兩電容電壓大小變化的影響。

將各個(gè)基本電壓矢量分解為沿磁鏈?zhǔn)噶糠较虻姆至亢痛怪庇诖沛準(zhǔn)噶糠较虻姆至浚艋倦妷菏噶垦卮沛準(zhǔn)噶糠较蛏系姆至颗c磁鏈?zhǔn)噶客?，則該基本電壓矢量使磁鏈幅值增大，若其與磁鏈?zhǔn)噶糠聪颍瑒t該基本電壓矢量使磁鏈幅值減??；若基本電壓矢量垂直于磁鏈?zhǔn)噶糠较虻姆至颗c電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向同向，則該基本電壓矢量使電磁轉(zhuǎn)矩增大，若其與電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向反向，則該基本電壓矢量使電磁轉(zhuǎn)矩減小。

當(dāng)定子磁鏈?zhǔn)噶课挥诟綀D3所示位置時(shí)，選擇電壓矢量ON、NN、NO或NP使定子磁鏈幅值增加，選擇PO、PP、OP或PN使定子磁鏈幅值減小；假設(shè)電機(jī)沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，選擇電壓矢量PO、PN、ON或NN使轉(zhuǎn)矩增加，選擇PP、OP、NP或NO使轉(zhuǎn)矩減小。定子磁鏈?zhǔn)噶吭谄渌恢玫那闆r可以以此類(lèi)推。同時(shí)附表1中分析了施加各個(gè)基本電壓矢量時(shí)對(duì)應(yīng)的中點(diǎn)電流大小，以及該電壓矢量作用所產(chǎn)生的直流側(cè)兩電容電壓的變化趨勢(shì)：若基本電壓矢量位于靜止兩相坐標(biāo)平面的右半平面，則該基本電壓矢量使Uc1增大Uc2減小；若其位于左半平面，則該基本電壓矢量使Uc1減小Uc2增大。

表1 施加各個(gè)基本電壓矢量時(shí)對(duì)應(yīng)的中點(diǎn)電流及產(chǎn)生的直流側(cè)兩電容電壓變化趨勢(shì)

C：根據(jù)上述分析，采用磁鏈滯環(huán)調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)器和電容電壓滯環(huán)調(diào)節(jié)器，設(shè)計(jì)矢量選擇開(kāi)關(guān)表，實(shí)現(xiàn)對(duì)八開(kāi)關(guān)三相逆變器-感應(yīng)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)閉環(huán)直接轉(zhuǎn)矩控制。

控制框圖如附圖4所示，控制部分主要包括外環(huán)轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器模塊、坐標(biāo)變換模塊、磁鏈轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器模塊、滯環(huán)調(diào)節(jié)器模塊以及電壓矢量選擇開(kāi)關(guān)表模塊。給定轉(zhuǎn)速與電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速值通過(guò)PI調(diào)節(jié)器得到轉(zhuǎn)矩給定值，利用反饋的電機(jī)三相電流以及電機(jī)轉(zhuǎn)速等信息經(jīng)過(guò)磁鏈轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)矩、磁鏈值并同時(shí)進(jìn)行扇區(qū)判斷，然后采用轉(zhuǎn)矩、磁鏈以及電容電壓三個(gè)滯環(huán)調(diào)節(jié)器進(jìn)行兩點(diǎn)式(Bang-Bang)調(diào)節(jié)來(lái)選擇合適的基本電壓矢量，產(chǎn)生PWM信號(hào)，從而形成閉環(huán)直接轉(zhuǎn)矩控制回路，來(lái)驅(qū)動(dòng)八開(kāi)關(guān)三相逆變器-感應(yīng)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

采用電流模型來(lái)對(duì)電機(jī)磁鏈和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行估算。在兩相靜止(α-β)坐標(biāo)系下，轉(zhuǎn)子磁鏈和定子磁鏈的計(jì)算公式為：

其中：

L_σ＝L_sσ+L_rσ (7)

轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式為:

T_e＝n_p(ψ_sαi_sβ-ψ_sβi_sα) (8)

式中，ψ_rα和ψ_rβ分別表示轉(zhuǎn)子磁鏈的α軸和β軸分量，ψ_sα和ψ_sβ分別表示定子磁鏈的α軸和β軸分量，i_sα和i_sβ分別表示定子電流的α軸和β軸分量，L_sσ和L_rσ分別表示定、轉(zhuǎn)子漏感。

為了便于分析，將α-β坐標(biāo)系劃分為12個(gè)小扇區(qū)，扇區(qū)分布圖如附圖2所示。根據(jù)上述的分析設(shè)計(jì)矢量選擇開(kāi)關(guān)表，如附表2所示。若磁鏈滯環(huán)調(diào)節(jié)器輸出為1，則需施加使磁鏈幅值增大的電壓矢量，若其輸出為0，則需施加使磁鏈幅值減小的電壓矢量。若轉(zhuǎn)矩滯環(huán)調(diào)節(jié)器輸出為1，則需施加使轉(zhuǎn)矩增大的電壓矢量，若其輸出為-1，則需施加使轉(zhuǎn)矩減小的電壓矢量，若其輸出為0表示需施加零電壓矢量。若電容電壓滯環(huán)調(diào)節(jié)器輸出為1，則需施加使Uc1減小Uc2增大的電壓矢量，若其輸出為0，則需施加使Uc1增大Uc2減小的電壓矢量。

表2 基本電壓矢量選擇開(kāi)關(guān)表

為了驗(yàn)證根據(jù)本發(fā)明所述的抑制直流側(cè)兩電容電壓波動(dòng)的八開(kāi)關(guān)三相逆變器-感應(yīng)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制算法的正確性和有效性，在MATLAB/Simulink仿真平臺(tái)中搭建本發(fā)明的仿真模型，仿真參數(shù)見(jiàn)附表3。給定轉(zhuǎn)速為800r/min，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為5Nm，定子磁鏈幅值的參考值為0.6Wb。

表3 仿真相關(guān)參數(shù)表

為了突出本發(fā)明的優(yōu)越性，進(jìn)行了對(duì)比仿真分析。附圖5a和5b分別為不考慮直流側(cè)電容電壓控制和考慮直流側(cè)電容電壓控制時(shí)逆變器輸出相電壓的仿真波形；附圖6a和6b分別為不考慮直流側(cè)電容電壓控制和考慮直流側(cè)電容電壓控制時(shí)電機(jī)三相定子電流的仿真波形；附圖7a和7b分別為不考慮直流側(cè)電容電壓控制和考慮直流側(cè)電容電壓控制時(shí)直流側(cè)兩電容電壓的仿真波形；附圖8a和8b分別為不考慮直流側(cè)電容電壓控制和考慮直流側(cè)電容電壓控制時(shí)電機(jī)定子磁鏈幅值的仿真波形；附圖9a和9b分別為不考慮直流側(cè)電容電壓控制和考慮直流側(cè)電容電壓控制時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩的仿真波形。對(duì)比仿真結(jié)果可以看出，如果不對(duì)直流側(cè)電容電壓波動(dòng)進(jìn)行控制，將導(dǎo)致兩電容電壓嚴(yán)重不平衡，輸出電壓波形質(zhì)量差，三相電流不平衡，磁鏈和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)增大。而采用所提出的抑制直流側(cè)電容電壓波動(dòng)的DTC算法時(shí)，輸出電壓和電流波形質(zhì)量很好，磁鏈和轉(zhuǎn)矩均能穩(wěn)定在給定值附近，維持系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。同時(shí)可以將直流側(cè)兩電容電壓的波動(dòng)控制在很小的范圍內(nèi)，基本保證了中點(diǎn)電位的平衡。