Phƣơng pháp điều khiển DTC (Direct Torque Control) bắt đầu đƣợc phát triển vào giũa những năm 80 của thế kỷ trƣớc bởi Takahashi I , và nó nhanh chóng đƣợc ứng dụng trong công nghiệp nhờ nhƣ̃ng tính năng rất tốt . Phƣơng pháp điều khiển dƣ̣a trên mô hình của động cơ không đồng bộ với các vectơ không gian .
Đây là một kỹ thuật điều khiển momen động cơ KĐB với một bộ nghịch lƣu áp. Kỹ thuật mới này ƣu thế là đơn giản vì không cần gắn cảm biến vào trục động cơ, giá thành và độ tin cậy, điều khiển hiệu quả và tính ổn định nội cao. Do đó DTC thuộc loại kỹ thuật điều khiển không dùng cảm biến.
Nguyên tắc điều khiển trực tiếp momen là điều khiển trực tiếp từ thông stator và momen không thông qua bộ điều khiển dòng stator. Điều khiển đƣợc thực hiện bằng việc bằng việc điều khiển trực tiếp khóa sử dụng đầu ra của bộ so sánh trễ từ thông,
bộ trễ momen và lựa chọn vector điện áp phù hợp từ bảng chuyển mạch đƣợc định nghĩa trƣớc.
Hình 2.15: Sơ đồ cấu trúc phƣơng pháp điều khiển DTC ĐC KĐB [14].
Khâu 1 (đo điện áp và dòng điện): Dòng điện 2 pha A và B đƣợc đo, điện áp
một chiều của biến tần và trạng thái chyển mạch của nghịch lƣu.
Khâu 2 (mô hình động cơ): Các thông số trên đƣợc đƣa vào . Từ mô hình
động cơ này có thể dự báo chính xác các thông số yêu cấu ở ngõ ra là độ lớn momen, biên độ từ thông và vị trí sector. Còn có thể gọi đây là khâu ƣớc lƣợng từ thông, momen động cơ.
Khâu 3 (bộ so sánh từ thông và momen): Giá trị đặt của độ lớn từ thông
stator và momen đƣợc so sánh với giá trị thực và sai số thu đƣợc sẽ là đầu vào cho hai khối trễ 2 và 3 vị trí tƣơng ứng.
Đầu ra của hai khối này cùng với vị trí của từ thông stator đƣợc sử dụng làm đầu vào của bảng chọn. Vị trí của từ thông stator đƣợc chia làm 6 sector riêng biệt. Sai số độ lớn từ thông stator và momen đƣợc hạn chế trong các giải trễ tƣơng ứng. Ngƣời ta chứng minh đƣợc dải trễ từ thông tác động mạnh đến sự méo
dòng điện stator trong vùng sóng hài thấp còn dải trễ momen tác động mạnh đến tần số chuyển mạch.
Khâu 4 (khối bảng chọn các vector điện áp tối ƣu): Bao gồm bộ xử lý tín hiệu số (DSP) với bo mạch sẽ đóng vai trò đóng mở các van. Tần số đóng cắt quyết định thành công của DTC. DTC không cần encoder nhƣng có thể đạt độ chính xác ±5% và thời gian quá độ nhỏ hơn 2 ms.
Phƣơng pháp điều khiển DTC có những tính chất thật sự tốt, đạt đƣợc hiệu quả nhƣ điều khiển vector nhƣng cấu trúc lại đơn giản hơn. Phƣơng pháp điều khiển DTC có thể điều khiển chính xác đƣợc từ thông stat or và momen động cơ. Khi sai số của từ thông hoặc momen vƣợt qua giới hạn sai số cho phép, hệ thống sẽ phát tín hiệu cho bộ nghịch lƣu, điều khiển đóng ngắt các tổ hợp khóa để từ thông và momen đạt giá trị mong muốn.
Các ƣu và khuyết điểm của phƣơng pháp DTC:
-Điều khiển trực tiếp từ thông và momen động cơ
-Điều khiển gián tiếp điện áp và dòng điện stator
-Dòng điện stator và từ thông stator gần sin
-Cho hiệu suất tốt với các hệ có đặc tính động học cao, có thể điều
khiển tần số 0,5Hz mà vẫn cho momen định mức.
- Tuy nhiên phƣơng pháp DTC cơ bản có một số mặt hạn chế sau:
- Khó điều khiển momen và từ thông ở vận tốc thấp.
- Độ nhấp nhô dòng và momen khá lớn.
- Tần số đóng ngắt khóa thƣờng biến thiên.
- Độ ồn cơ cao ở vận tốc thấp