Die direkte Drehmomentsteuerung ist ein Verfahren zum Optimieren und Aufrechterhalten des normalen Betriebs, typischerweise innerhalb eines Wechselstrommotors (AC). Es gibt mehrere Anwendungen für diese Art der Steuerung, normalerweise in Maschinen, die ein konstantes und zuverlässiges Drehmoment erfordern. Im Vergleich zu anderen Verfahren zur Steuerung von AC-Motoren hat die direkte Drehmomentsteuerung mehrere Vorteile und mehrere Nachteile, obwohl vieles davon von der Anwendung abhängt. Bestimmte technologische Möglichkeiten ermöglichen und verbessern diesen und andere Frequenzumrichter – Maschinen, die typischerweise für die Steuerung der einem Motor zugeführten elektrischen Leistung verantwortlich sind.
Im Wesentlichen umfasst der Prozess der direkten Drehmomentsteuerung das Überwachen bestimmter Variablen innerhalb des Motors und das Anpassen der Leistungsmenge, um diese Variablen in einem optimalen Bereich zu halten. Insbesondere sind die gemessenen Hauptvariablen Spannung und Strom. Aus diesen Werten lassen sich der magnetische Fluss und das Drehmoment des Motors ableiten. Nach diesen Messungen wird der dem Motor zugeführte elektrische Strom bei Bedarf angepasst, um die optimalen Drehmoment- und Flussbereiche beizubehalten.
Anwendungen für die direkte Drehmomentregelung sind in industriellen Prozessen zahlreich, da viele Maschinen oft über lange Zeiträume ein präzises Drehmoment benötigen. Am häufigsten wird eine direkte Drehmomentsteuerung bei Drehstrommotoren implementiert, obwohl andere Designs oft ähnliche Prozesse integrieren können. Frühe Experimente mit direkter Drehmomentsteuerung platzierten die Systeme in Lokomotiven, und die direkte Drehmomentsteuerung kann jetzt in Elektroautomotoren verwendet werden.
Vorteile dieser Art der Steuerung ergeben sich im Allgemeinen aus den konsequenten Messungen und Anpassungen, die zur Optimierung des Betriebs vorgenommen werden. Im Idealfall werden alle Anpassungen fast sofort vorgenommen. Dies kann den Wirkungsgrad des Motors insgesamt erhöhen und dazu beitragen, Energieverluste zu reduzieren. Darüber hinaus kann diese Art der Steuerung die mechanische Resonanz eines Motors reduzieren, die Effizienz weiter steigern und sogar hörbare Maschinengeräusche bei niedrigen Drehzahlen reduzieren.
Nachteile dieser Systeme beginnen oft bei falschen Messungen. So kommt es beispielsweise bei niedrigen Drehzahlen häufig zu Messfehlern, die zu Fehleinstellungen und Effizienzverlusten führen können. Auch bei hohen Drehzahlen und über das gesamte Drehmomentspektrum kann es zu Fehlmessungen kommen. Daher werden in der Regel hochwertige Mess- und Überwachungsgeräte benötigt.
Hochgeschwindigkeits-Computertechnologien spielen eine wichtige Rolle bei der effektiven direkten Drehmomentsteuerung. Es sind so viele schnelle Berechnungen erforderlich, dass extrem schnelle Computer und andere digitale Controller oft unerlässlich sind, um die richtigen Anpassungen rechtzeitig vorzunehmen. Darüber hinaus sind häufig Drehzahl- und Positionssensoren erforderlich, insbesondere bei Anwendungen mit niedriger Geschwindigkeit.