基于DSP的交流电机矢量控制系统设计(4)
转矩脉动 小 大 小 大
低频脉动 小 大 小 大
开关电磁噪音 小 大 小 大
发电运行 稳定 发散 稳定 一般
适用场合 负载较重，但比较稳定，速度精度要求高 负载较重，变化剧烈，但速度精度要求不高 速度精度要求较高、转距精度要求一般，噪音小 转矩精度高、速度精度要求一般，噪音要求不高
由表1.1可见，直接转矩控制技术除动态响应外，其他方面均不如矢量控制，虽然矢量控制的结构复杂，需要解耦，但是调速范围相对宽，控制精度高，这也是国外变频器厂家普遍采用矢量控制的根本原因。
1.2.3 矢量控制技术的发展及应用
矢量控制理论通过坐标变换实现了交流电机控制的直流化，极大地提高了交流调速系统的稳定性、高效性和易操作性。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。采用矢量控制方式的通用变频器就可以将一台三相异步电机等效为直流电机来控制，不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩，因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能[13]——系统控精度高，频率特性好，转矩动态响应速度快捷。
总之，矢量控制技术发展及完善极大地提高了工农业生产水平，并且极大地减少了对自然环境的污染，降低了各种能源的消耗。
交流变频调速系统具有优良的调速和起、制动性能及高效节能的效果，用变频调速技术的电机，其容量、速度和电压等级都可以很高，调速系统体积小、重量轻、惯性小，运行可靠性高，文护工作量少，适宜恶劣工作环境，成本低。由于变频调速技术特别是矢量控制技术的突出特点，因此从一般工业技术到航空、航天军事工业，乃至家电空调、精密伺服机器人控制等等，变频调速技术无所不及，正在逐步取代直流调速。
矢量控制技术作为一种高性能的变频调速技术，虽已在交流调速领域得到广泛应用，但其理论与应用仍不完善。其主要问题是：(1)在高性能矢量控制系统中需采用速度闭环控制，常规的速度检测多采用速度传感器，然而速度传感器在安装、文护、成本等方面影响了异步电机调速系统的简便性、时变特性；(2)矢量控制技术严重依赖电机的参数，而电机参数受环境、温度等的影响运行时呈时变特性，因此系统的动态性能仍不尽如人意；(3)虽然已有许多无传感器矢量控制方案，但由于现有的转子速度辨识方法的精度和范围的限制，在一些高精度交流电机运动控制(位置伺服)中，仍需采用价格昂贵的位置和速度传感器。
矢量控制算法已被广泛地应用在Siemens，AB，GE，Fuji等国际化大公司变频器上。近几年来，变频器的控制水平又有很大提高，如日立SJ300具有电压检测电路，可以达到1：500以上的调速范围，而且在零速时可以达到150％的转矩，富士VG7由于具有电压检测电路，开环辨识精度较高，号称达到开环伺服水平。
在国内，也有很多厂家推出了高性能的矢量变频器，比如：森兰、汇川、英威腾、普传等等。国内公司在变频器方面和国际大公司的差距还是很大的。
1.3 本课题的主要内容
本文研究了异步电机电压矢量控制系统，并对系统的仿真建模及仿真分析、DSP系统的实现做了较详细的介绍。在本设计论文中大致分为理论研究部分、仿真模块的建立以仿真结果的分析、实验平台介绍及软件开发等部分。在控制方法上采用了应用效果较好的空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术，另外采用了比较先进的智能功率模块，使得系统的控制效果比传统的控制方法更加突出。