优化异步电机直接转矩控制：降低开关损耗策略

"异步电动机直接转矩控制的开关损耗最小化" 在电气工程领域，异步电动机的控制技术是研究的重点之一，尤其是直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）。直接转矩控制以其快速的动态响应、简单的控制结构以及无需速度传感器的特点，被广泛应用于工业应用中。然而，这种控制方式往往伴随着较高的开关损耗和转矩脉动，这降低了系统的效率和稳定性。 文中提到的"开关损耗最小化技术"是针对这一问题提出的一种解决方案。在传统的DTC中，电压矢量的选择是基于转矩和定子磁链的瞬时误差，且在一个完整的开关周期内保持不变。这种做法导致了转矩脉动大、开关频率变化以及磁链波动，从而增加了开关元件（如IGBT或MOSFET）的损耗。 为了减少这些损耗，作者Suraj Karpe等人提出了一种创新的方法，结合了转矩滞环控制和变幅模糊逻辑控制器（Variable Amplitude Fuzzy Logic Controller, VAFLC）。模糊逻辑控制器能够动态调整电压矢量的幅值和占空比，以适应转矩和磁链误差的变化，从而有效地减少磁链和转矩的脉动，特别是在低速运行时，提升了控制性能。 此外，他们还提出了一种基于占空比控制的逆变器供电感应电机方案。占空比控制允许更精细地调节电压矢量，使得在维持转矩和磁链稳定的同时，能够降低开关频率，进而减少开关损耗。通过MATLAB/SIMULINK的仿真和实验验证，模糊逻辑控制辅助的占空比控制方法成功地实现了8%THD（总谐波失真）的最小化，进一步提高了系统的效率。 关键词"直接转矩控制"和"感应"表明，研究的核心在于改进异步电动机的DTC策略，以实现更高效、低损耗的运行。通过THD的最小化，不仅优化了电磁转矩、转子转速和定子电流的质量，也显著减少了开关元件的损耗，提升了电动机的能效。这项工作为实际工业应用中降低能耗和提高设备寿命提供了理论依据和实践指导。