无刷直流电机PWM调制方式对非换相期间转矩脉动的影响

针对无刷直流电机非换相期间转矩脉动的问题,分析了非换相期间转矩脉动产生的原因,指出非导通相续流是导致非换相期间转矩脉动的重要因素.对4种调制方式因非导通相续流引起的非换相转矩脉动进行分析,指出不同调制方式转矩脉动产生的时间有所不同.推导并验证了通过PWM_ON_PWM这种调制方法会减小无刷直流电机非换相期间的转矩脉动.以TMS320F2812DSP为控制核心,以180W无刷直流电机为控制对象,通过转速电流双闭环对电机进行控制,测得不同PWM调制方式下的相电流波形图.实验证明,在非换相期间,PWM_ON_PWM调制方式能完全抑制因非导通相续流引起的转矩脉动.     

无刷直流电机换相转矩脉动的电流预测控制

分析了永磁无刷直流电机换相原理,提出了一种换相电流预测控制方法以抑制换相转矩脉动.在换相期间依靠检测非换相绕组上的电流,采用换相电流预测控制的方法,确保换相期间关断相的电流下降率和开通相的电流上升率相等,从而保证了换相期间非换相电流的恒定,达到了抑制换相转矩脉动的目的;同时采用时间延迟控制（time delay control,TDC）方法分析和估计参数扰动对换相转矩脉动的影响,认为参数扰动对换相转矩脉动的影响可以忽略不计.仿真和试验验证了该方法能够有效地减小电流脉动,抑制了换相转矩脉动.     

永磁无刷直流电动机转矩脉动的减小及动态仿真

针对无刷直流电动机的转矩脉动,提出采用不同的PWM调制方式以及不同的重叠换相角减小换相电流所引起的转矩脉动.运用Matlab/simulink软件对相应控制策略下的无刷直流电机进行了仿真,结果表明,所采取的方法对减小换相转矩脉动有比较好的效果.     

“反电动势跟踪”法消除无刷直流电机转矩脉动

在对引起无刷直流电动机(BLDCM)转矩脉动的原因进行全面分析的基础上,对其换相转矩脉动进行了重点研究,详细分析了换相期间BLDCM各物理量的动态变化过程,针对换相转矩脉动的根本成因,提出了一种全新的消除换相转矩脉动的方法,即“反电动势跟踪”法.为了通过仿真实验对这种方法进行验证,首先在Matlab/Simulink建立了BLDCM的仿真模型,创造性地解决了如何在仿真模型中生成梯形波反电动势这一BLDCM建模的难点问题.在此基础上,仿真了“反电动势跟踪”法,实验得到的电流和转矩波形充分证明了这种控制策略的合理性.     

基于零矢量的BLDCM DTC换相转矩脉动抑制方法

无刷直流电机直接转矩控制由于反电势非正弦以及两相导通模式,产生较大的换相转矩脉动. 本文提出一种优化的无刷直流电机直接转矩控制电压矢量选择表,有效降低了换相转矩脉动幅值. 通过数学推导对新定义的不同零电压矢量在换相过程所产生的换相转矩脉动进行对比分析. 结果显示,通过上管和下管零矢量的组合使用,换相转矩脉动可以得到有效抑制. 仿真及实验结果验证了理论分析的正确性.     

模糊控制在抑制直流无刷电机转矩脉动中的应用

根据直流无刷电机出现转矩脉动的最根本原因,采用模糊控制算法,设计一种电流控制器,使其采用模糊算法控制非换相电流,实现降低换相引起的转矩脉动。并通过仿真实验验证了该系统具有强鲁棒性,改善了系统的动静态特性,有效抑制转矩脉动的产生。     

无传感器无刷直流电机变负载运行的控制方法

为了使无位置传感器无刷直流电机能够在变负载情况下正常起动,提出一种新的控制方法.该方法利用电机在定电流情况下起动时,每个换相间隔内开关占空比逐渐减小的特性来判断电机转子是否旋转到位,从而实现电机闭环起动.为了减小电机在自然换相过程中产生的转矩脉动,在PWM_ON调制模式和反电势法控制的基础上,通过抑制换相时电机中点电压波动来抑制电机转矩脉动.实验结果表明,使用该控制方法后,电机能够在负载变化的情况下正常起动,转矩脉动也得到有效地抑制.     

基于预期电压空间矢量调制技术的PMSM DTC系统

为了解决传统直接转矩控制中采用转矩和磁链滞环比较器给系统带来的转矩和磁链脉动大问题,本文提出一种基于预期电压空间矢量调制技术的PMSM DTC系统,并在MATALB/Simulink下进行了仿真研究.结果表明,此方法通过电压矢量调制产生定子的预期电压,并采用PI控制器,与传统直接转矩控制相比,该系统下的定子磁链和电磁转矩脉动减小比较明显,转速变化不大,具有良好的静动态响应性能.     

一种基于BUCK变换器的变结构控制系统

针对无刷直流电机广泛存在的换相转矩脉动较大的问题,提出了基于BUCK变换器的变结构控制系统,并将其用于无刷直流电机。在母线上加入BUCK变换器,通过调节BUCK电路中驱动晶闸管开关的信号的占空比大小,来连续地调节直流母线电压,从而实现电机的转矩控制,以抑制换相转矩脉动。在分析了换相转矩脉动的产生原因后,详细介绍了通过BUCK变换器抑制换相转矩脉动的控制方法。并搭建仿真实验平台对基于BUCK变换器的无刷直流电机变结构控制系统进行仿真实验研究。仿真结果表明,该方法能够有效抑制无刷直流电机的换相转矩脉动。     

新型无刷直流电机速度闭环控制技术

针对无刷直流电机采用三相位置信号作为速度反馈造成控制精度较低的问题，提出了一种新的速度闭环控制方法.采用Buck全桥电路结构，通过控制Buck电路的输出电压，结合电机相电流正反馈补偿，实现了电机速度的闭环控制.分析了Buck电路输出电压换相脉动的原因，引入电流预测控制来预测电机换相时所需的电流，以此调整相应的给定电流来减少电压脉动.实验结果表明，采用该电压负反馈、电流正反馈方法能够有效实现电机的速度闭环控制，通过相电流预测法可以很好地消除换相期间输出电压的脉动.     

基于转矩预测的异步电机直接转矩控制研究

针对传统的异步电动机直接转矩控制在低速时存在转矩脉动比较大的问题，提出了一种新的减小转矩脉动的直接转矩控制方法.在传统异步电机直接转矩控制的基础上推导出转矩微分方程，分析了转矩脉动的原因.引入转矩预测的思想，预测下一个控制周期所需要的转矩，根据其转矩分配下一个控制周期的电压空间矢量作用时间，来减小转矩脉动.实验结果表明,该方法可使转矩快速地收敛于给定值，具有传统直接转矩控制的优良动态性能，能够有效地减小转矩脉动，在200 r/min时转矩脉动减小为传统方法的50%，并没有改变定子磁链的控制性能,该控制方法易于用数字化的方法实现.     

机床转台直接驱动力矩电机的转矩优化设计

针对精密数控转台伺服直接驱动用多极永磁力矩电机的特殊应用问题(要求电机有较大的转矩密度且较小的转矩波动),在分析该种电机的特殊结构的基础上,提出一种新型不等齿顶宽结构,以提高绕组利用系数,加大电机的转矩密度;并采用转子斜极的方法,可在有效消除转矩波动的同时,电机仍保持较高的绕组利用系数.对提出的两种方法分别进行了理论公式推导验证,用有限元仿真方法与传统等齿顶宽结构直极电机作比较,说明了所述设计方法的合理性和有效性.样机实测结果验证了理论分析的正确性.     

车用永磁同步电机MT坐标系下DTC控制

针对直接转矩驱动技术在电动汽车动力系统应用中存在的低速转矩脉动和该动力系统对恒功率调速范围要求较高的问题,提出了一种新型永磁同步电机MT坐标系下直接转矩控制系统.该系统工作在与定子磁链同步旋转的参考坐标系中,采用改进式MTPA控制实现参考磁链的计算,利用定子磁链控制器所产生的磁链误差积分实现磁链估算.采用不同的电压矢量对逆变器的电压饱和所产生的磁链估算误差进行补偿,从而提高磁链估算精度.仿真结果表明,该系统有效减小了低速转矩脉动,拓宽了调速范围.     

三电平逆变器供电永磁同步电机直接转矩控制研究

针对临近空间飞行器电驱动系统的高效控制问题,构建一种三电平逆变器供电永磁同步电机直接转矩控制系统,以减少输出电流的谐波含量,降低转矩脉动,提升驱动系统整体效率。针对三电平逆变器空间电压矢量调制(SVPWM)实现复杂的问题,通过对大、小电压矢量选择的归纳研究,利用矢量的对称性和归一化处理方法,提出一种易于通过可编程器件实现的简洁计算方法,实现不同扇区的统一计算;构建参考矢量的复数表达形式,利用极坐标相角信息简化扇角区间判别。采用Matlab/Simulink分别构建传统两电平逆变器和三电平逆变器直接转矩控制系统进行对比分析,仿真结果验证了该算法在减小电流谐波和削弱转矩脉动方面的有效性。     

光伏发电在电动阀门中的应用

为了克服电动阀门在沙漠和其他地区供电难的问题,提出了用光伏电池为蓄电池充电,用蓄电池的电能为电动阀控制系统供电,并用DSP实现全数字软件锁相环(DSPLL)控制直流电机可逆调速的脉冲宽度调节(PWM)。试验证明光伏电池能满足电动阀门的开、关所需要的电能,该方法不仅能实现整个系统的功能,而且其性能稳定可靠,减少系统的谐波和纹波成分,使整个控制系统能实时地遥控、数据采集和传输、液晶显示电机转矩,使直流电机稳速高精度控制阀门的流量。     

基于SVPWM的永磁同步电机直接转矩控制

针对永磁同步电机直接转矩、控制系统转矩和定子磁链的脉动问题，设计了基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略的永磁同步电机直接转矩控制.在每个控制周期内，计算出参考磁链和所估计磁链的偏差，选择相邻非零矢量和零矢量，并精确地计算出各自作用时间，然后利用线性组合法将其合成为新的电压矢量.在MATLAB/SIMULINK仿真环境下，对该控制系统进行了建模与仿真.仿真结果表明，该方法可以明显减小转矩和磁链脉动，具有更好的动、静态性能，而且响应速度快，运行平稳.     

基于磁链误差矢量预测的PMSM直接转矩控制

为了抑制磁链和转矩脉动引入了磁链误差矢量预测，在分析永磁同步电动机（PMSM）直接转矩控制基本原理的 基础上，结合空间矢量调制思想，提出了一种通过预测磁链误差矢量的改进型直接转矩控制（FEV-DTC）策略，将转矩误 差经过一个PI控制器之后作为磁链旋转速度的参考值，与磁链给定值结合成为预测的磁链差值矢量，然后计算应采用的 电压矢量.电压矢量用空间矢量调制（SVM）方法实现.仿真和实验结果表明，与基本直接转矩控制（DTC）相比，FEVE- DTC能显著减小磁链和转矩脉动，具有更优越的运行性能.     

交流变频电力测功机的控制和实现

针对传统测功机消耗的燃油或电能较高，造成能源浪费且需散热设备的问题，提出了一种交流变频电力测功机控制和实现的方法.该测功机通过异步电机直接转矩控制可以工作在电动和发电两种状态.通过空间电压矢量定向的三相PWM整流控制策略实现了测功机单位功率因数的能量双向流动，电动时从电网吸收能量，发电时把产生的能量反馈给电网；并利用异步电机的直接转矩控制方法来提高测功机的动态响应性能.根据提出的控制策略建立了该测功机的数学模型和运动方程，给出了实验研究方法.实验结果表明，该测功机具有良好的动静态性能，在测试过程中可以节约能源，也减少了整流对电网造成的干扰.