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。     

基于准Y源网络的BLDCM换相转矩脉动抑制策略

针对无刷直流电机工作时换相转矩脉动较大的现象,研究一种基于准Y源网络的控制策略。将准Y源网络接在逆变桥输入端,换相期间由准Y源网络升压后的输出电压作为母线电压驱动无刷直流电机,保证恒导通相相电流幅值的稳定,有效降低换相转矩脉动。通过对换相转矩脉动产生原理的分析,介绍一种通过功率变换模块调节的控制系统。仿真结果表明,该方法将换相转矩脉动降低到平均转矩的3.5%,有效降低了无刷直流电机的换相转矩脉动,同时提高了电机输出的平均转矩。     

基于图解法的无刷直流电机抑制换相转矩脉动的方法

无刷直流电机在非换相区间,控制方式类似于直流电机。但在换相过程中,三相都参与机电能量转换,因此将三相交流电机控制中常采用的坐标变换理论,引入到的换相区间分析中,得到换相过程电流和换相时间的约束条件。结合逆变器所能输出的电压约束条件,利用图解方法得到抑制换相转矩脉动且最小换相时间的换相控制方法,该方法较电路求解法,更为直观且易于理解。最后通过实验验证文中的方法。     

基于准Z源网络的永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法

针对方波驱动的无刷直流电机普遍存在的换相转矩脉动较大的问题,提出了一种基于准Z源网络抑制永磁无刷直流电机换相转矩脉动的方法。在三相桥臂前级增加准Z源网络,换相期间由准Z源网络调整直流母线电压,使电机关断相电流下降速率与开通相电流上升速率相等,从而有效抑制换相转矩脉动。分析了换相转矩脉动产生的原因,详细介绍了通过增加前级功率变换电路抑制换相转矩脉动的电路拓扑与控制算法。仿真及实验结果表明,该方法能够有效抑制永磁无刷直流电机换相转矩脉动,如采用合适的电路参数,仿真模型中转矩脉动可减少到平均转矩的4.6%以下,实际设计的系统实验可将转矩脉动抑制在平均转矩的12%以下。     

无位置传感器无刷直流电机转矩脉动抑制研究

为了减小无位置传感器无刷直流电机的转矩脉动,在分析无刷直流电机换相及间接位置检测原理的基础上,改进了传统反电动势法的检测电路,对反电动势相移进行了补偿,以消除电机中性点电压和阻容滤波对反电动势检测电路的影响。为进一步抑制转矩脉动和改善系统的稳定性,在采用换相电流预测控制策略的基础上,设计了神经网络PID控制器。实验结果表明,设计的转矩脉动综合抑制策略有效地降低了无位置传感器无刷直流电机的转矩脉动,具有较好的鲁棒性,准确地实现了无位置传感器换相控制,提高了系统的可靠性。     

基于有限状态模型预测控制的无刷直流电机转矩脉动抑制方法

为抑制无刷直流电机换相过程中产生的转矩脉动,提出一种有限状态模型预测控制的换相转矩脉动抑制策略。根据电机数学模型,从电流角度分析换相转矩脉动产生的原因。建立无刷直流电机非换相相电流预测模型,分析换相阶段电机在低速与高速下不同开关状态的非换相相电流变化,通过反馈校正和价值函数选择适当的开关状态,使非换相相电流保持恒定,达到抑制换相转矩脉动的目的。该方法在全转速范围内均可有效抑制换相转矩脉动,并通过选取有限状态降低预测控制的计算量。仿真和实验结果表明:与传统双闭环PI控制方法相比,采用有限状态模型预测控制可以有效抑制无刷直流电机换相转矩脉动。     

减小无刷直流电机换相转矩波动和换相时间的协调控制方法

无刷直流电机在换相区间内,三相都参与机电能量转换,因此该文采用三相交流电机控制中常采用的坐标变换理论分析无刷直流电机的换相过程,得到两相静止坐标系下的无刷直流电机换相模型。结合逆变器的输出电压约束条件,并分析无刷直流电机运行在高速和低速模式下不同工作点的电压与电流矢量轨迹图。针对采用抑制换相转矩波动所带来的换相时间加长问题,提出了一种协调控制换相时间和减小换相转矩波动的控制方法,避免了无刷直流电机的换相失败。最后,通过实验验证了所提方法的有效性和实用性。     

无位置传感器无刷直流电机三闭环控制系统

为了减小无位置传感器无刷直流电机的转矩脉动,在传统的转速电流双闭环控制的基础上,增加了功率抑制闭环,构成三闭环控制系统,针对换相转矩脉动提出了分阶段控制策略,有效减小了电机换相转矩脉动和母线换相电流脉动。首先建立无位置传感器无刷直流电机模型,给出功率抑制闭环的控制方法以及数学公式。然后建立三闭环控制模型,通过仿真结果验证了理论分析的结论。最后通过实验验证此控制策略可以将样机转矩抑制在额定转矩附近波动,无明显换相转矩脉动产生。结果表明,与传统的控制方法相比,提出的方法抑制换相转矩脉动的效果更佳。     

基于开关电感型准Z源网络的BLDCM转矩脉动抑制

利用开关电感型准Z源网络的高电压增益特性,通过调整逆变器直流输入电压,保持无刷直流电机换相电流的上升、下降斜率一致,构建了一种有效的转矩脉动抑制方式。所提网络相比传统Z源具有更高的升压比,并且网络拓扑中电容的电压应力较小,一定程度上增大了系统的适用范围。Matlab/Simulink仿真证明了该方法的可行性,且对于换相转矩波动的抑制效果明显。     

基于双向Buck-Boost的无刷直流电动机转矩脉动抑制

为提高无刷直流电动机的控制性能,减小电机换相区间转矩脉动,提出基于双向Buck-Boost供电的无刷直流电动机换相转矩脉动的抑制方法。分析了双向Buck-Boost控制模式和该电路的输出电压控制算法,仿真结果验证了电压控制算法及抑制电磁转矩脉冲的有效性。     

抑制BLDCM换相转矩脉动的超前换相控制策略

为了抑制无刷直流电机的换相转矩脉动,该论文从引起换相转矩脉动的主要原因——电流滞后入手,提出了一种新颖的超前换相的电机控制策略。该策略是通过让电机提前一段时间进入换相状态并且在换相过程对三相电压同时进行PWM调制来实现的。根据所提出的换相策略详细分析了换相过程中的不同阶段的电流流向,理论上推导了电机提前换相时间的解析式。通过实验给出了在不同转速和负载下运用所提方法进行换相的电流波形,将其与传统的换相方法比较,分析两者电流在换相期间的波动值。实验结果表明传统换相方法的电流波动值远远高于该论文提出的方法的电流波动值,验证了这种方法在抑制换相转矩脉动上的有效性。     

无刷直流电机转矩脉动抑制系统的新型拓扑研究

无刷直流电机在换相过程中产生的转矩脉动,已严重阻碍其在航空、航天等领域的广泛应用。通过分析无刷直流电机在换相过程中产生转矩脉动的原因,设计了一种CUK-NPC拓扑,该拓扑通过前级CUK变换器代替传统直流电源,有效提高了输出电压范围,并采用中点钳位型三电平逆变桥进一步提高抑制效果。CUK-NPC拓扑控制策略使导通相与关断相电流变化速率相同,非换相相电流保持恒定,从而达到抑制换相转矩脉动的目的。实验结果表明:该拓扑结构以及控制策略能有效应用于无刷直流电机驱动系统,电机在不同速度阶段换相转矩脉动都得到了明显抑制。     

无刷直流电机换相转矩脉动抑制新策略

无刷直流电机(BLDCM)应用范围广,易于控制,但缺点是转矩脉动较大.通过分析HPWM-LON调制方法对无刷直流电机换相期间电磁转矩的影响,提出一种改进的HON-LON和HPWM-LON相结合的脉宽调制方法.首先,根据三相电流方程得出换相时的电机电磁转矩;其次,比较换相时电磁转矩和稳态时电机电磁转矩的差别,得到换相电磁转矩脉动;最终,通过控制换相时导通相全通的时间,使电机电磁转矩脉动最小.实验证明,提出的改进脉宽调制方法能有效地抑制转矩脉动,提高系统性能.     

基于TL-qZSI的无刷直流电机转矩脉动抑制方法

提出TL-qZSI方法,用于抑制无刷直流电动机换相转矩脉动。该方法在电机换相时刻运用该网络升压补偿直流母线电压,达到抑制脉动的目的。分析了无刷直流电动机换相转矩脉动的原因,介绍了TL-qZSI的工作模态,构建系统模型,并仿真分析。结果表明,TL-qZSI较qZSI具有较强的升压能力,特别是在换相时刻引入该网络电压补偿,能使换相转矩脉动由30.1%减小到3.4%,取得较好效果。     

基于SEPIC变换器无刷直流电机转矩脉动的研究

为解决无刷直流电机(BLDCM)在换相过程中转矩脉动大的问题,提出了在三相逆变桥前端加上前级SEPIC变换器和开关选择电路,通过对单一逆变器输入电压进行控制来抑制转矩脉动的方法。该方法使得瞬间换相区间电流上升相与电流下降相的电流斜率平衡,从而有效减小换相期间的转矩脉动。在实验中使用基于TMS320LF2407A芯片且具有高可靠性和高灵敏性的DSP控制系统,通过实验证明了此方法的有效性和可行性。     

抑制无刷直流电机换相转矩脉动的新型补偿策略

提出了保持非换向相绕组换相前后施加电压不变的方法,抑制无刷直流电机换相转矩脉动。为减小换相前非导通相续流引起的电压补偿量计算误差,将该方法与PWM_ON_PWM调制方式相结合,进一步改善了转矩脉动抑制效果,同时也抑制了正常导通期间转矩脉动。在此基础上推导出适合宽转速范围抑制换相转矩脉动的电压补偿方法。仿真和实验验证了所述方法的正确性。     

基于Buck变换器的无刷直流电机转矩控制仿真

无刷直流电动机（BLDCM）存在转矩脉动的突出缺点，提出了一种基于直流环节电压控制和模糊PID控制器的新型混合控制策略，以抑制无刷直流电机的转矩脉。电路拓扑包含功率因数校正降压转换器和逆变器。降压转换器通过控制直流电路电压来降低换向转矩脉动，使用模糊PID控制器和脉冲宽度调制（PWM）技术的逆变器在导通区域提供适当的电流。 Buck变换器降低了通过控制直流环节电压换向转矩脉动，逆变器使用模糊PID和PWM技术提供导通区域的电流。该方法能够消除传导区转矩脉动,削弱换相区转矩脉动，仿真结果表明，该策略具有功率因数校正功能，可有效抑制转矩脉动，提升电机运行的鲁棒性。     

一种新的无刷直流电机的转矩脉动抑制控制策略

首先对永磁无刷直流电机转矩脉动的产生机理进行了分析.然后通过对电机运行状态的理论分析和建模,得出了换相转矩脉动的大小,并对电机在不同速度区间提出了不同抑制换相转矩脉动的方法,最后通过仿真对这种方法进行了验证.     

基于Buck变换器的无刷直流电机转矩脉动抑制

无刷直流电机在换相区和传导区均会存在转矩波动大、输出转速稳定性差的问题,严重影响了其工程应用效果。通过对电机转矩脉动的理论分析和Buck变换器的工作原理分析,提出一种基于Buck变换器的无刷直流电机四闭环控制方法。该方法在三相桥前级增加Buck变换器的基础上,对电机转速、相电流、Buck变换器输出电压和电感电流进行闭环控制。该方法能够消除传导区转矩脉动,削弱换相区转矩脉动。在Matlab/Simulink仿真环境中建立基于Buck变换器的无刷直流电机闭环控制系统模型,并分别对无Buck变换器控制方法和基于Buck变换器的四闭环控制方法进行仿真。结果表明,基于Buck变换器的四闭环控制方法能完全消除无刷直流电机传导区转矩脉动,换相区转矩脉动减小75%。     

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。