प्रत्यक्ष आघूर्ण बल नियंत्रण

डायरेक्ट टॉर्कः  कंट्रोल (DTC) तीन-चरण  विद्युत मोटर  के टॉर्क (और अंत में गति) को नियंत्रित करने के लिए चर-आवृत्ति ड्राइव में उपयोग की जाने वाली एक विधि है। इसमें मापा वोल्टेज और मोटर के विद्युत प्रवाह के आधार पर मोटर के चुंबकीय प्रवाह और टोक़ का अनुमान शामिल है।

डीटीसी नियंत्रण मंच
स्टेटर प्रवाह लिंकेज  का अनुमान स्टेटर वोल्टेज के  अभिन्न  द्वारा लगाया जाता है। टोक़ अनुमानित स्टेटर फ्लक्स लिंकेज वेक्टर (ज्यामितीय) और मापा मोटर इलेक्ट्रिक वर्तमान वेक्टर (ज्यामितीय) के क्रॉस उत्पाद के रूप में अनुमानित है। अनुमानित प्रवाह परिमाण और टोक़ की तुलना उनके संदर्भ मूल्यों के साथ की जाती है। यदि या तो अनुमानित प्रवाह या टोक़ भत्ता (इंजीनियरिंग) संदर्भ इंजीनियरिंग सहिष्णुता से बहुत दूर है, चर आवृत्ति ड्राइव के ट्रांजिस्टर इस तरह से बंद और चालू होते हैं कि प्रवाह और टोक़ त्रुटियाँ उनके सहिष्णु बैंड में तेजी से वापस आ जाएंगी यथासंभव। इस प्रकार डायरेक्ट टॉर्क कंट्रोल हिस्टैरिसीस या बैंग-बैंग नियंत्रण का एक रूप है।

प्रमुख प्रतिस्पर्धी वीएफडी नियंत्रण प्लेटफॉर्म का अवलोकन:

डीटीसी के गुणों को निम्नानुसार चित्रित किया जा सकता है:
 * संदर्भों को बदलकर टॉर्क और फ्लक्स को बहुत तेजी से बदला जा सकता है
 * उच्च दक्षता और कम नुकसान- switching loss को कम से कम किया जाता है क्योंकि ट्रांजिस्टर केवल तभी स्विच किए जाते हैं जब उनके हिस्टैरिसीस बैंड के भीतर टॉर्क और फ्लक्स रखने की आवश्यकता होती है
 * चरण प्रतिक्रिया में कोई ओवरशूट नहीं है (संकेत)
 * कोई रोटेशन (गणित) की आवश्यकता नहीं है, सभी गणनाएं स्थिर समन्वय प्रणाली में की जाती हैं
 * कोई अलग पल्स-चौड़ाई मॉडुलन की आवश्यकता नहीं है, हिस्टैरिसीस नियंत्रण स्विच नियंत्रण संकेतों को सीधे परिभाषित करता है
 * कोई पीआई नियंत्रक नहीं है। इस प्रकार नियंत्रण की कोई ट्यूनिंग आवश्यक नहीं है
 * ट्रांजिस्टर की स्विचिंग आवृत्ति स्थिर नहीं होती है। हालाँकि, सहिष्णुता बैंड की चौड़ाई को नियंत्रित करके औसत स्विचिंग आवृत्ति को मोटे तौर पर इसके संदर्भ मूल्य पर रखा जा सकता है। यह करंट और टॉर्क रिपल को भी छोटा रखता है। इस प्रकार टोक़ और वर्तमान तरंग समान परिमाण के होते हैं जैसे वेक्टर नियंत्रित ड्राइव के साथ समान स्विचिंग आवृत्ति के साथ।
 * हिस्टैरिसीस नियंत्रण के कारण स्विचिंग प्रक्रिया स्वभाव से यादृच्छिक होती है। इस प्रकार वर्तमान आवृत्ति स्पेक्ट्रम में कोई शिखर नहीं है। इसका आगे मतलब है कि मशीन का श्रव्य शोर कम है
 * इंटरमीडिएट डीसी सर्किट की वोल्टेज भिन्नता स्वचालित रूप से एल्गोरिदम (वोल्टेज एकीकरण में) में ध्यान में रखी जाती है। इस प्रकार डीसी वोल्टेज रिपल (अलियासिंग) या डीसी वोल्टेज ट्रांजिस्टर के कारण कोई समस्या नहीं होती है
 * तेजी से नियंत्रण के कारण रोटेटिंग मशीन के लिए सिंक्रोनाइज़ेशन (प्रत्यावर्ती धारा) सीधा है; बस टॉर्क रेफरेंस को शून्य करें और इन्वर्टर चालू करें। फ्लक्स की पहचान पहले करंट पल्स द्वारा की जाएगी
 * फ्लक्स और टॉर्क को सहिष्णुता बैंड से दूर जाने से रोकने में सक्षम होने के लिए डिजिटल नियंत्रण उपकरण को बहुत तेज होना चाहिए। आम तौर पर नियंत्रण एल्गोरिदम को 10 - 30 दूसरा या उससे कम अंतराल के साथ किया जाना चाहिए। हालांकि, कलन विधि की सादगी के कारण आवश्यक गणनाओं की मात्रा कम है
 * वर्तमान मापने वाले उपकरणों को बिना शोर के उच्च गुणवत्ता वाला होना चाहिए क्योंकि मापे गए संकेतों में स्पाइक्स आसानी से गलत नियंत्रण क्रियाओं का कारण बनते हैं। आगे की जटिलता यह है कि शोर को दूर करने के लिए कोई कम-पास फ़िल्टरिंग का उपयोग नहीं किया जा सकता है क्योंकि फ़िल्टरिंग के परिणामस्वरूप वास्तविक मूल्यों में देरी होती है जो हिस्टैरिसीस नियंत्रण को बर्बाद कर देती है
 * फ्लक्स अनुमान त्रुटि को कम रखने के लिए स्टेटर वोल्टेज माप में यथासंभव कम ऑफसेट त्रुटि होनी चाहिए। इस कारण से स्टेटर वोल्टेज का अनुमान आमतौर पर मापा डीसी इंटरमीडिएट सर्किट वोल्टेज और ट्रांजिस्टर कंट्रोल सिग्नल से लगाया जाता है
 * उच्च गति में विधि किसी भी मोटर पैरामीटर के प्रति संवेदनशील नहीं है। हालांकि, कम गति पर स्टेटर फ्लक्स आकलन में उपयोग किए जाने वाले स्टेटर प्रतिरोध में त्रुटि महत्वपूर्ण हो जाती है

डीटीसी के ये स्पष्ट लाभ एक उच्च नमूनाकरण दर (एफओसी के लिए 6-15 किलोहर्ट्ज़ की तुलना में 40 किलोहर्ट्ज़ तक) की आवश्यकता से ऑफसेट होते हैं, जिससे इन्वर्टर में उच्च स्विचिंग हानि होती है; एक अधिक जटिल मोटर मॉडल; और अवर टोक़ तरंग। व्हील स्पीड सेंसर के बिना भी डायरेक्ट टॉर्क मेथड बहुत अच्छा प्रदर्शन करता है। हालांकि, फ्लक्स का अनुमान आमतौर पर मोटर चरण वोल्टेज के एकीकरण पर आधारित होता है। वोल्टेज माप और स्टेटर प्रतिरोध अनुमान में अपरिहार्य त्रुटियों के कारण इंटीग्रल कम गति पर गलत हो जाते हैं। इस प्रकार यदि चर आवृत्ति ड्राइव की आउटपुट आवृत्ति शून्य है तो मोटर को नियंत्रित करना संभव नहीं है। हालांकि, नियंत्रण प्रणाली के सावधानीपूर्वक डिजाइन द्वारा 0.5 Hz से 1 Hz की सीमा में न्यूनतम आवृत्ति होना संभव है जो एक स्थिर स्थिति से पूर्ण टोक़ के साथ एक प्रेरण मोटर शुरू करने के लिए पर्याप्त है। अत्यधिक प्रवाह अनुमान विचलन को रोकने के लिए गति शून्य सीमा के माध्यम से तेजी से गुजर रही है, तो रोटेशन दिशा का उलटा भी संभव है।

यदि शून्य आवृत्ति संचालन सहित कम गति पर निरंतर संचालन की आवश्यकता होती है, तो डीटीसी सिस्टम में एक व्हील स्पीड सेंसर या रोटरी कोडित्र  जोड़ा जा सकता है। सेंसर के साथ, पूरे गति सीमा में टोक़ और गति नियंत्रण की उच्च सटीकता को बनाए रखा जा सकता है।

इतिहास
DTC को अमेरिका में Manfred Depenbrock द्वारा पेटेंट कराया गया था और जर्मनी में, बाद के पेटेंट को 20 अक्टूबर, 1984 को दायर किया गया था, दोनों पेटेंट को प्रत्यक्ष आत्म-नियंत्रण (DSC) कहा गया है। हालांकि, इसाओ ताकाहाशी और तोशीहिको नोगुची ने सितंबर 1984 में प्रस्तुत एक आईईईजे पेपर में डीटीसी नामक एक समान नियंत्रण तकनीक का वर्णन किया। और 1986 के अंत में प्रकाशित एक IEEE पेपर में। डीटीसी नवाचार इस प्रकार आम तौर पर सभी तीन व्यक्तियों को श्रेय दिया जाता है।

डीटीसी और डीएससी के बीच एकमात्र अंतर पथ के आकार का है जिसके साथ फ्लक्स वेक्टर नियंत्रित होता है, पूर्व पथ अर्ध-वृत्ताकार होता है जबकि बाद वाला हेक्सागोनल होता है जैसे कि डीटीसी की स्विचिंग आवृत्ति डीएससी से अधिक होती है। डीटीसी तदनुसार निम्न-से-मध्य पावर ड्राइव के लिए लक्षित है जबकि डीएससी आमतौर पर उच्च पावर ड्राइव के लिए उपयोग किया जाता है। (सरलता के लिए, शेष लेख केवल डीटीसी शब्द का उपयोग करता है।)

1980 के दशक के मध्य से इसकी शुरूआत के अनुप्रयोगों के बाद से, डीटीसी का उपयोग इसकी सादगी और उच्च प्रदर्शन प्रेरण मोटर (आईएम) ड्राइव अनुप्रयोगों के लिए बहुत तेज़ टोक़ और प्रवाह नियंत्रण प्रतिक्रिया के कारण लाभ के लिए किया गया है।

बादर की 1989 की थीसिस में डीटीसी का भी अध्ययन किया गया था, जो इस विषय का बहुत अच्छा उपचार प्रदान करता है। एबीबी आसिया ब्राउन बोवेरी द्वारा विकसित पहला प्रमुख सफल वाणिज्यिक डीटीसी उत्पाद, जर्मन DE502 के लिए 1980 के दशक के अंत में ट्रैक्शन एप्लिकेशन शामिल था -aus-kiel.de/index.php?nav=1400726&lang=1 और DE10023 डीजल लोकोमोटिव|डीजल-इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव और 1995 में ACS600 ड्राइव परिवार का शुभारंभ। ACS600 ड्राइव को तब से ACS800 द्वारा बदल दिया गया है रेफरी नाम=ACS800> और ACS880 ड्राइव। रेफरी नाम = ACS880> जाओ, रेफरी नाम= वास (1998) >{{pn|date=May 2020} टिटिनेन एट अल। रेफरी> और नैश रेफरी नाम= नैश (1997) > ACS600 और DTC का अच्छा उपचार प्रदान करें।

डीटीसी को तीन-चरण पावर ग्रिड साइड वोल्टता कन्वर्टर  नियंत्रण पर भी लागू किया गया है। रेफरी नाम = हरमोइनेन (1999) > ग्रिड साइड कन्वर्टर मशीन को नियंत्रित करने वाले ट्रांजिस्टर  इन्वर्टर (विद्युत)  की संरचना के समान है। इस प्रकार यह एसी से डीसी को सुधारने के अलावा डीसी से एसी ग्रिड को ऊर्जा वापस भी खिला सकता है। इसके अलावा, चरण धाराओं की तरंग बहुत साइन लहर है और  ऊर्जा घटक  को वांछित के रूप में समायोजित किया जा सकता है। ग्रिड साइड कनवर्टर डीटीसी संस्करण में ग्रिड को एक बड़ी इलेक्ट्रिक मशीन माना जाता है।

1990 के दशक के अंत में आंतरिक स्थायी चुंबक तुल्यकालिक जनरेटर (IPMSM) के लिए DTC तकनीकों को पेश किया गया था और अनिच्छा मोटर  (SynRM) 2010 के दशक में। 2000 के दशक की शुरुआत में DTC को डबल फेड इलेक्ट्रिक मशीन नियंत्रण के लिए लागू किया गया था। 1-3 मेगावाट पवन चक्की अनुप्रयोगों में आमतौर पर डबल फीड जेनरेटर का उपयोग किया जाता है।

डीटीसी के उत्कृष्ट टोक़ नियंत्रण प्रदर्शन को देखते हुए, यह आश्चर्यजनक था कि एबीबी का पहला सर्वो ड्राइव परिवार, एसीएसएम1, केवल 2007 में पेश किया गया था। वास्तव में, चूंकि डीटीसी के कार्यान्वयन के लिए एफओसी के तुलनीय प्रदर्शन प्रदान करने के लिए अधिक परिष्कृत हार्डवेयर की आवश्यकता होती है, इसका पहला औद्योगिक अनुप्रयोग बहुत बाद में आया।

1990 के दशक के अंत से डीटीसी और इसके संशोधनों के बारे में कई पत्र प्रकाशित किए गए हैं जैसे अंतरिक्ष वेक्टर मॉड्यूलेशन, जो निरंतर स्विचिंग आवृत्ति प्रदान करता है।

2000 के दशक के मध्य में डेपेनब्रॉक के प्रमुख डीटीसी पेटेंट की समाप्ति के आलोक में, यह हो सकता है कि एबीबी के अलावा अन्य कंपनियों ने अपने ड्राइव में डीटीसी जैसी सुविधाओं को शामिल किया हो।

यह भी देखें

 * वेक्टर नियंत्रण (मोटर)