但DTC这种快速的转矩响应是有条件的,如果在额定电压条件下,特别是弱磁运行区,电压将没有过冲的余度空间。此外,大型的交流传动必须对电机电流加以限制,这样DTC的转矩响应就不会达到1~2ms那么高的指标水平。
DTC的转矩响应还取决于PWM的开关频率,即砰-砰控制的频率。对于采用GTO或IGCT元件的大型PWM变频器来讲,高的开关频率将导致变频器的损耗加大,效率降低,故变频器的脉宽调制开关频率不能太高。砰-砰控制频率的降低会影响DTC的转矩响应指标。
由于DTC砰-砰控制使其输出电压有较大的du/dt,故DTC变频器输出都加装滤波器,以减少du/dt对电机绝缘的影响,而滤波器增加了线路电感,在减少了du/dt同时,也降低了转矩响应。
尽管如此,DTC变频器可以获得较好的转矩响应是一个不争的事实。清华大学电机的试验报告也证明了这一点。对于那些对转矩响应要求高的场合。例如交流伺服传动,机车牵引等较适于采用DTC技术。而一些对转矩响应要求不苛刻,特别是带有齿轮连接的传动,过快的转矩响应不仅不利反而有害。
3.变频器的稳态特性
DTC变频器采用砰-砰控制带来较好的转矩响应,同时由于其开关频率是不确定,随机变化的,使DTC变频器存在以下问题
·无法象矢量控制那样,在确定的开关频率条件下,采用消除谐波的PWM控制方法
·变频器输出电压,电流的谐波较大
·变频器输出电压偏低
·变频器效率略低
·在相同电力电子元器件条件下,变频器输出容量略小
也就是说,DTC控制变频器的稳态指标要比VC差,这在清华大学的试验报告中也有证明。这对于那些不要求较高动态性能指标的通用变频器,例如风机、水泵节能传动,一般工业机械传动,变频器的效率,容量利用率,谐波就显得更为重要,在这些应用场合VC显然要优于DTC。
对于大型传动设备,例如采用IGCT元件的三电平高压变频器,变频器的效率,容量指标亦十分重要。表(1)列出了采用VC和DTC两种不同控制方式的IGCT三电平高压变频器的技术数据。

4.无速度传感器控制
在某些产品的市场宣传中,把DTC变频器无速度传感器控制,在零速时满负荷输出作为DTC技术的专有特点,显然是不对的。DTC与VC采用同样的交流电机数学模型,无速度传感器控制不是DTC发明专利中的内容。无速度传感器控制是DTC和VC控制系统共同的研究课题。鲁尔大学教授来华讲学时强调DTC变频器低速控制性能不好,为了改善其低速性能,采用一种间接控制方法ISR,其原理是用电压和电流依靠电机模型计算出转子磁链,用转子磁链控制来补偿DTC的低速性能。控制系统低速时用ISR,高速才过渡到DTC,由此可见,DTC的低速特性改善是借助于VC来实现的。
无速度传感器控制是交流电机调速控制的重要课题,也是目前国内外学术界及变频器制造厂的研究热点。应该指出国内各高校在这一领域投入精力很多,发表不少文章,但无速度传感器控制的实用化还与国外产品差距很大。国产变频器大多还处在V/F控制水平,而国外早已实现了无速度传感器控制的产品化。
日本电气学会在2000年曾对日本各大电气公司通用变频器的无速度传感器控制进行了调






