基于电流预测控制的无刷直流电动机换相转矩脉动抑制

为解决无刷直流电动机(brushless DC motor,BLDCM)换相转矩脉动的问题,提出基于电流预测控制的换相转矩脉动抑制方法。首先分析换相转矩脉动产生的原理;然后采用电流预测控制同PWM_ON导通方式相结合的控制策略,在换相期间对开通相和关断相同时进行PWM调制,控制开通相的电流上升斜率和关断相的电流下降斜率相等,保证非换相的相电流保持恒定,从而减小换相转矩脉动;最后搭建了实验平台。实验表明,所提出的算法可在全速度范围内明显减小换相转矩脉动,验证了所采取策略的有效性。     

抑制无刷直流电机换相转矩脉动的新型电流控制

针对无刷直流电机换相转矩脉动问题,提出一种考虑电枢电阻的换相时刻三相电流配合调制控制方法。该方法在电机全速段换相时刻采用"导通相全开、关断相脉宽调制、非换相相保持"的三相电流控制策略;通过建立换相时刻相电流数学模型,对换相时刻每一相电流变化过程进行理论分析,确定关断相占空比与电机运行参数关系,使导通相和关断相变化速率一致,保证非换相相电流无脉动。该方法在有效抑制换相电流脉动基础上实现了高速区和低速区统一控制,避免了分区不清问题。实验结果表明:与传统换相脉动控制方法相比换相电流有明显抑制效果,全速段电机转矩脉动系数在0.1左右。     

一种消除无刷直流电动机换相转矩脉动的PWM调制策略

无刷直流电动机由于本体设计和特有的控制策略存在较严重的转矩脉动问题。为了解决这一问题,提出一种简单的消除换相转矩脉动的换相区PWM调制策略。在换相时,通过三相配合调制,将换相过程中的每个PWM周期分成包含5个中心对称区间的3个功能区。通过计算给三相中的每一相分配不同的调制占空比,使关断相电流的下降速度和导通相电流的上升速度在每个PWM周期内保持相等。所提方法不仅可以消除转矩脉动,还可以通过不同的功能区比例组合来调节换相持续时间。给出所提方法的推导过程,并通过实验验证了所提方法的正确性和可行性。     

无刷直流电动机换相转矩脉动抑制新策略

提出了一种新的PWM技术,有效地抑制了三相无刷直流电动机换相转矩脉动.为了消除非导通相的续流影响,提高抑制转矩脉动的效果,采用PWM_ON_PWM调制方法,抑制转矩脉动的同时也可抑制非换相期间转矩脉动.通过实时计算占空比对换相期间进行PWM控制,使开通和关断相电流的变化速率相等,从而抑制换相转矩脉动.仿真结果验证了该方法的有效性.     

对减小无刷直流电机换相转矩脉动方法的最小换相时间研究

针对无刷直流电机存在较严重的换相转矩脉动问题,提出在换相期间,利用三相绕组共同调制方法,使关断相与导通相电流变化速度在每个PWM周期内保持一致,从而减小换相转矩脉动。在此基础上,进一步研究了换相转矩脉动与换相时间之间的关系,通过建立数学模型,利用线性规划分析方法,提出了在最短换相时间内减小换相转矩脉动的三相调制占空比边界条件,即最小换相时间法则,并通过设定占空比阈值使三相绕组共同调制方法适用于全速段。仿真实验结果表明,采用最小换相时间法则的三相绕组共同调制可以较好地抑制换相转矩脉动,验证了文中理论分析的正确性与有效性。     

两相导通型凸极式永磁无刷直流电机DTC中换相区间转矩跌落抑制策略

两相导通空间矢量调制型直接转矩控制SVM-DTC(space vector modulation-direct torque control)可以有效抑制永磁无刷直流电机BLDCM(brushless DC motor)非换相期间转矩脉动及换相期间的转矩增长现象,但却不能抑制换相期间的转矩跌落现象。为此,对凸极式BLDCM SVM-DTC方法中换相区间转矩脉动进行了分析,提出一种抑制高速区换相区间转矩跌落新方法。根据转矩跌落的大小,调节关断相功率管的占空比,以达到抑制非换流相电流跌落和抑制转矩脉动的目的。实验结果验证了所提转矩跌落抑制控制策略的有效性。     

无刷直流电机换相电流脉动控制策略研究

传统的无刷直流电机双闭环系统发生换相时,开通相和关断相的电流变化率不一致,会导致非换相电流脉动,从而引起电磁转矩波动。为改善换相期间出现的电流脉动现象,提出了采用重叠换相法结合换相区非换相相恒导通,开通相和关断相分别进行PWM调制的三相电流控制策略。通过数学模型推导出了换相区各占空比和换相时间的计算方法,并通过实验验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于带抽头电感准Z源网络的BLDCM控制策略

针对无刷直流电机工作时存在的转矩脉动,分别对换相区和导通区提出不同的抑制策略。换相区在桥式电路输入端接一带抽头电感的准Z源网络,利用该拓扑的高升压增益特性,在换相期间调整直流母线电压等于4倍电机反电动势,使电机关断相电流下降速率与开通相电流上升速率相等,有效抑制换相时的转矩脉动;导通区采用PWM-ON-PWM调制方法,消除了非导通相的二极管续流现象,电流波动及转矩脉动得到很好地控制。仿真结果显示,换相期间的转矩脉动降低到3.8%,导通区的电流和转矩波形较抑制前更加平稳,证明了系统在换相区和导通区都能有效降低转矩脉动。     

无刷直流电机PWM_ON_PWM调制方式转矩特性研究

转矩脉动是影响无刷直流电机性能的重要因素。对PWM_ON_PWM调制方式换相区间与非换相区间转矩脉动进行计算与分析,并与其它经常使用的四种调制方式进行对比,以寻求低转矩脉动的最佳PWM调制策略。在换相区间,推导了转矩脉动的解析表达式,绘制了转矩脉动随占空比D的变化曲线,提出根据不同转速采用不同调制方式的控制方法。在非换相区间,分析了关断相续流和非导通相续流产生的条件,总结了不同PWM调制方式非换相转矩脉动的规律,论述了采用PWM_ON_PWM调制方式对非换相转矩脉动的影响。最后对一台10k W无刷直流电机转矩脉动进行测试,验证了所提结论的正确性。     

永磁无刷直流电动机非换相区间转矩特性研究

分析了5种PWM调制方式对永磁无刷直流电动机(BLDCM)非导通相电流和非换相期间转矩脉动的影响.理论推导得到:单斩上桥调制关断时,截止相在其反电动势小于零的30°区间产生续流;单斩下桥调制关断时,截止相在其反电动势大于零的30°区间产生续流;双斩调制时,截止相不会续流.非换相期间,电磁转矩脉动主要来源于PWM调制关断时的续流,单斩调制两相续流转矩脉动小于三相续流转矩脉动,单斩调制转矩脉动小于双斩调制转矩脉动.通过仿真实验,验证了理论分析结果的正确性.     

使用重叠换相的无刷直流电动机直接转矩控制

在分析无刷直流电动机直接转矩控制原理的基础上,研究了无刷直流电动机换相转矩脉动的产生原因,指出转矩脉动主要由关断相电流和开通相电流变化速率不一致引起,提出了采用使关断相延迟关断的重叠换相直接转矩控制方案来减小换相转矩脉动,建立了考虑重叠换相的直接转矩控制电压矢量选择表。实验结果表明所提重叠换相DTC方案能够有效较小换相转矩脉动,实现简单,可使无刷直流电动机获得优良的运行性能。     

永磁式双凸极电机新型开通关断角控制策略

采用标准角度控制的永磁式双凸极电机，在换相时三相同时导通或关断，产生较大换相转矩脉动。该文通过对电机内部电磁场的有限元计算，分析了转矩脉动形成机理。为减小换相转矩脉动，提出新型开通角和关断角控制策略。该方法通过提前导通功率变换器上管、滞后关断其下管，对一个周期内的导通模式进行细分，通过换相前后，两相和三相导通方式的切换，提高换相时刻输出转矩，减小电机转矩脉动。根据有限元分析的电感和磁链数据，构造永磁式双凸极电机调速系统非线性仿真模型，并将其与标准角度控制方式进行仿真与实验比较，验证了新型控制策略的正确性。     

连续位置检测的无刷直流电机转矩脉动抑制的控制策略研究

常规永磁无刷直流电机,其换相位置检测采用霍尔开关元件,由于换相过程的存在,其低速运行时转矩脉动较大,限制了其应用。文章针对采用连续位置检测的无刷直流电动机,提出了通过控制三相定子电压,延长关断,使关断相的电流平滑变化,通过控制非换相相和导通相的电压,保持非换相相电流不变,从而有效抑制电流换相过程引起的转矩脉动。通过120°导通型方波驱动和改进驱动两种不同的控制方式下的比较实验,验证了该方法对抑制转矩脉动的有效性,有利于无刷直流电机的低速运行的平稳性。     

无刷直流电机抑制转矩脉动的方法研究

由于无刷直流电机绕组存在电感,换相时电流无法突变,导致非换相电流存在波动,从而产生换相转矩脉动。提出一种新的电压补偿电路,由4个电力开关管,1个电力二极管,1个电容器组成。通过控制电力开关管导通和关断,在非换相期间,直流电压源对电容充电;在换相期间,直流电压源与电容串联,满足驱动电压等于4倍反电动势幅值,使得关断相电流下降速率与导通相电流上升速率一致,非换相电流波动降低,从而有效抑制换相转矩脉动。通过仿真验证了电压补偿电路能有效地抑制换相转矩脉动。     

无刷直流电动机换相转矩脉动控制

针对应用于轻型电动轮的无刷直流电动机的低转矩脉动的要求,提出了一种低成本、高可靠、简单易实现的换相转矩脉动控制方法.该方法依照不同电机转速控制换相过程PWM占空比,进而控制关断相电流和开通相电流在换相过程中的变化率,保持非换相相电流在换相过程中基本恒定,通过减小无刷直流电动机换相电流脉动来减小或消除换相转矩脉动.理论分析和实验验证了该方法的可行性,并已广泛应用于轻型电动车辆领域.     

一种减小无刷直流电动机噪声的PWM调制方法

提出一种三相绕组同时参与调制的方法,以减小无刷直流电动机换相期间的转矩脉动和噪声。该方法包括三种调制方式,分别计算了每种方式关断相、开通相以及非换相相占空比的数学表达式。以1台5.5 k W无刷直流电动机为例,通过瞬态声场有限元仿真,证明采用该方法能有效抑制电动机噪声。最后对该台样机不同PWM调制方法的转矩脉动和噪声进行测试,验证了所提方法的正确性和可行性。     

考虑定子电阻的无刷电机换相转矩脉动抑制

针对汽车电动助力转向系统用无刷直流电机的换相转矩脉动问题进行了理论分析.鉴于系统供电电压低,工作电流大的特点,研究了相电阻对换相转矩脉动的影响,得到较传统方法更为精确的判断公式,用于确定换相时的补偿相.弥补了在临界点附近,传统控制策略误补偿的缺点.为提高转矩脉动抑制的精确度,考虑相电阻的同时采用分段线性化方法来估算换相电流的斜率,得到补偿相的占空比对其进行PWM控制,使开通和关断相电流的变化速率相等,从而抑制换相转矩脉动,仿真和实验结果都验证了该方法的有效性.     

非换相期间无刷直流电机转矩脉动分析与抑制

无刷直流电机的转矩脉动是影响其性能的重要因素。该文针对非换相期间的转矩脉动进行了分析,重点研究了PWM_ON调制方式时的转矩脉动。PWM信号为"OFF"时续流引起的转矩脉动占主要部分,非导通相续流在一定程度上可以补偿PWM关断时造成的转矩脉动。同时,提出使用滞环电流控制方法,采用该方法可以抑制非换相期间转矩脉动。通过仿真分析和实验验证了该方法和传统方法的差异,证明了该方法在非换相期间抑制转矩脉动的有效性。     

换相期间无刷直流电机转矩脉动的抑制策略

无刷直流电机的转矩脉动是影响其性能的重要因素.针对换相期间的转矩脉动进行了分析,重点研究了非理想反电势、关断相和开通相相电流变化速率不等这两个因素引起的转矩脉动,为了抑制这两个因素引起的转矩脉动,提出了分段控制的策略.该策略集成了转矩直接控制和重叠换相法的优点,可以有效抑制由非理想反电势、关断相和开通相相电流变化速率不等引起的转矩脉动.通过仿真分析验证了该方法和其中两种方法单独应用时的差异,证明了分段控制策略在换相期间抑制转矩脉动的有效性.     

一种无刷直流电机模型预测占空比补偿量控制算法

为了抑制无刷直流电机的换相转矩脉动,提出了一种模型预测占空比补偿量控制算法.介绍一种混合补偿机制,以换相区中关断相受控管和导通相、非换相相中的受控上管为控制对象,对其驱动占空比进行补偿.基于换相总过程中与换相开始时电磁转矩的偏差,构造换相转矩脉动价值函数,以其最小为目标,求解出无换相转矩脉动的约束条件.进行占空比补偿量...