本文在此基础上提出了一种改进策略： 十二扇区细分优化控制算法，并将其与传统直接转矩控制算法对比。
1 基础理论
交流电机变频调速基本原理变频调速具有诸多优势，例如稳定平滑、调速跨度较大、鲁棒性相对较好等。 与变极对数、变转差率方式相比，变频调速是目前为止效能最高、调控效果最好的，所以现在变频调速应用范围很广，已经成为重点研究区域。
一个传统直接转矩控制，通过滞环比较器以实现电磁转矩和磁链幅值变化调节信息的传递，进而查阅开关表确定三对桥臂的开断以实现选取不同的空间电压矢量，进而实现闭环控制。直接转矩控制就是要根据输出信号 Fψs、FT 和磁通空间位置 Si不断选取相适宜的空间电压矢量，即逆变器的开关状态，从而强迫定子磁通矢量和转矩不超过各自的误差范围，进而使得电机按照给定的运行条件运行，达到控制电机的目的。
2 十二扇区细分优化控制算法
传统 DTC 构造精简，与磁场定向方式相比，有更好的调节能力。然而，它也存在一些问题，影响其在实际系统的应用。基于对此类问题的提出与分析，本文提出一种改进方法：十二扇区细分优化控制算法。
电磁转矩 Te 的变化主要由定子磁链的幅值ψ軑s 和负载角 δsr的变化决定。 当某一电压矢量 Ui 确定后，它所引起的定子磁链幅值的变化和磁通角的正弦值变化必须一致， 才能实现电磁转矩的增、减控制。 然而，在通常情况下，两者的变化是不一致的，这时电磁转矩的变化就由二者之中变化快的起主要作用。 因此，传统六区间直接转矩控制的开关矢量选择表中选择的电压矢量很难同时满足这两个条件。
另外，所选的电压矢量在它的作用时间内就达到转矩的期望值， 而在这个周期余下的时间内由于没有发生逆变器开关状态的转变，所选择的电压矢量仍作用于电机，使转矩继续沿原来的方向变化，于是就会产生转矩偏差。传统直接转矩控制的这些缺陷会使定子磁链轨迹不再是一个标准的圆形，同时还会引起电流畸变。
3 仿真实验对比
异步电机参数：额定功率 149．2kW、 额 定 电 压460V、额定转速 1785rpm、频率 60Hz、极对数 2、转动惯量 3．1kg·m2、 定子电阻14．85 ×10－3Ω、 定 子 漏 感0．3027mH、 转 子 电 阻9．925 ×10－3Ω、 转 子 漏 感0．3027mH、 定 转 子 互 感10．46mH。 将传统直接转矩控制算法和十二扇区细分优化控制算法的波形进行对比及分析。 首先设定条件：异步电机将在两个系统中低速、中速、高速各种情况下运行，统一设定给定初速度为 80r／ min （低速）， 在 1．0s 时将给定转速改为 700r／ min （中速）， 在 2s 时将给定转速调至 1200r／ min （高速）；2．8s 时升至2200r／ min（弱磁升速）。 同时，为了对两个系统的鲁棒性进行对比，统一设定初始给定负载转矩为零，在 0．7s 时，给定负载转矩调至 400N·m，在 1．2s 时，给定负载转矩调至 600N·m。
1）定子电流波形。 传统直接转矩控制以及十二扇区细分优化控制定子电流波形类似， 十二扇区细分优化控制对定子电流脉动的改善不大。 在低速空载时，十二扇区细分优化控制可以有效减少传统直接转矩控制定子电流波形上的毛刺， 但是这两者的定子电流都有比较明显的畸变。 中高速时，十二扇区细分优化控制可以减少传统直接转矩控制定子电流波形上的毛刺， 对定子电流畸变有一定程度的改善。 弱磁升速过程中，传统直接转矩控制基本能保持稳定， 而十二扇区细分优化控制则不能保持稳定的升速。
2）转子速度波形。 在低速、中速、高速过程中，传统直接转矩控制、 十二扇区细分优化控制对转子速度的调节均能满足性能要求，鲁棒性均符合要求。 但是在弱磁升速过程中，十二扇区细分优化控制最多升至 1500rpm 左右，不能继续上升。
3）电磁转矩波形。 在低速、中速、高速过程中，传统 DTC 的转矩脉动保持在±55N·m 左右，十二扇区细分优化控制电磁转矩脉动呈锯齿形波动，脉动最小处为±20N·m，脉动最大处为±50N·m左右。 可以看出十二扇区细分优化控制的转矩脉动较小，特别是对新划分的扇区改善尤其明显， 十二扇区细分优化控制对传统DTC 的平均脉动波动较大的问题有较为明显的改善。 但是在弱磁升速过程中，十二扇区细分优化控制的效果不理想。
4）直流母线电压波形。 传统 DTC 在启动时，直流母线电压有一定的波动。 十二扇区细分优化控制对其有着明显的改善，减少了直流母线电压的波动。
5）定子磁链观测波形。 传统 DTC 以及十二扇区细分优化调节均采用类似的滞环控制器，当对定子磁链控制的容差设定一样时，磁链圆均保持类似脉动大小。 但是十二扇区细分优化控制可以有效消除传统直接转矩控制磁链圆的毛刺。
4 结束语
采用扇区细分———十二区间控制方式， 便于我们更细致地选取适用的空间电压矢量，从而优化某些区域的调节效果。 但由于在一些区域并未改变原有的矢量选取， 对某些区域的优化效果并不明显。
