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BUCK变换器调制的无刷直流电机转矩脉动分析

为了抑制无刷直流电机换相转矩脉动,在三相桥式逆变电路前端引入BUCK变换器调制。通过换相的开关器件在断开前、导通后进行PWM调制来改变换相过程中绕组端电压,使得各换相电流下降和上升的速率相等,抑制换相转矩脉动。在Matlab/Simulink中搭建了相应的仿真模型,并通过波形分析与对比证明了加入BUCK变换器在换相时刻和非换相时刻都能抑制转矩脉动。     

开关频率对无刷直流电动机转矩脉动的影响分析

利用星形3相6状态无刷直流电机的数学模型和动态方程,讨论了PWM电压源逆变器驱动的永磁无刷直流电动机在导通运行区域和换向过程的转矩特性.通过数学解析得出,无刷直流电动机无论运行在导通区还是换向区,电磁转矩脉动都由直流供电电压、逆变器的开关频率及占空比、电机电气参数和转速高低共同决定,电磁转矩脉动与逆变器开关频率成反比关系.通过仿真和实验验证了PWM开关频率对转矩脉动的影响,为减小转矩脉动和驱动系统的设计提供了理论依据.     

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。     

基于TB6539的低噪声无刷直流电机驱动系统

无刷直流电机电磁转矩脉动会引起振动和噪声,其中,驱动方式直接影响电机的转矩脉动。分析了电磁转矩脉动产生的机理,对以开关霍尔器件为传感器的无刷直流电机采用简易正弦波驱动方式抑制其转矩脉动和噪声。设计了基于TB6539的正弦波驱动系统,以电动助力车用无刷直流电机为例进行了实验,并与方波驱动方式进行了噪声对比。实验结果表明所设计的驱动系统能够明显地抑制电机的振动与噪声。     

180°导通方式无刷直流电机换相转矩脉动研究

无刷直流电机(BLDCM)换相转矩脉动一直是业界关注的问题,但仅限于120°导通模式。文章研究了180°导通模式无刷直流电机在换相期间的转矩脉动变化,并与120°导通方式转矩脉动进行了比较。理论分析和仿真结果表明:电机在低速区域,120°导通模式比180°导通模式转矩脉动变化小,而在高速区域,180°导通模式比120°导通模式转矩脉动变化小。研究结果为无刷直流电机换相转矩脉动抑制提供了一种新的控制策略。     

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180°导通模式的无刷直流电动机控制系统研究

无刷直流电动机传统的120°导通模式,在每60°电角度需要进行开关切换使电流换相,在电流变化的过程中会产生较大的转矩脉动,从而影响无刷直流电动机的控制性能。针对无刷直流电动机开关切换时电流变化所产生的转矩脉动,分析了180°导通模式下的电流在不同转速范围内的变化过程,指出了在高速状态下,相比传统的120°导通模式,180°导通模式能抑制换相时间的增加,使相电流快速达到稳态,减小转矩脉动,但在低速状态则不利于缩短开关切换时间和抑制转矩脉动。采用TMS320F2812和电机内置的霍尔传感器以及相应的驱动模块,对电机两种导通模式进行了对比实验,验证了理论分析的正确性。     

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。     

无刷直流电机直接转矩控制系统的研究

直接转矩控制是一种高性能的电机控制方法,它能实现转矩的快速响应,并且能有效的减小转矩脉动,目前已经成熟的应用在三相异步电机和永磁同步电机上。文章利用在两相静止坐标系中转子磁链分量对转子位置角的变化率与定子电流分量的乘积来计算无刷直流电机的电磁转矩;对开关管采用120°导通时的空间电压矢量进行了定义,并根据此定义制定开关表。仿真和试验证明,将直接转矩控制应用于无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)上,同样能够实现转矩响应快,转矩脉动小的控制性能。     

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。     

无刷直流电机离散滑模观测器直接转矩控制

分析了非理想反电势下无刷直流电机传统脉宽调制电流控制产生电磁转矩脉动的原因。为便于计算机控制,采用离散滑模观测器获取无刷直流电机反电势,进而完成电磁转矩的估算,并证明了离散滑模观测器的到达条件和稳定条件。在此基础上,提出无刷直流电机直接转矩控制。该方法采用转矩滞环的输出和磁极位置来选择电压空间矢量,可有效抑制非理想反电势和低速换相电磁转矩脉动。仿真结果证明了其正确性。     

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。     

基于能量单元法的无刷直流电机导通区转矩脉动

在对无刷直流电机(BLDCM)非导通相二极管续流进行分析的基础上,利用能量单元法对非换相期间(导通区)电磁转矩脉动进行量化分析,推导出了PWM调制方式下导通区转矩脉动计算的公式。结合混合动力电力驱动的电路结构,采用了在三相逆变桥入端加上双向直流变换器的驱动拓扑结构与相应的控制策略,消除了BLDCM在导通区内非导通相的续流现象,从而抑制了导通区内的电磁转矩脉动。实验结果验证了该方法的有效性,提高了BLDCM在混合动力车中的应用精度。     

一种抑制无刷直流电机换相转矩脉动的预测电流控制策略

针对无刷直流电机存在换相转矩脉动的问题,提出一种抑制无刷直流电机换相转矩脉动的预测电流控制策略。文中首先基于无刷直流电机的数学模型分析了换相转矩脉动产生的原理;然后在电流预测控制策略的思想上结合重叠换相的方法,控制开通相和关断相的电流变化率相等,同时结合基于检测换相电流变化率的预测电流补偿方法,从而使非换相相电流保持不变,达到抑制换相转矩脉动的目的;最后通过仿真和实验验证了控制策略的可行性和有效性。     

三相无刷直流电机改进型脉宽调制策略北大核心CSCD

研究了一种改进型无刷直流电机脉宽调制策略。在传统的无刷直流电机脉宽调制技术的基础上,针对调制期间开关管断开时的电机绕组电流无法有效控制问题,研究了一种基于六开关电压源型逆变器的四管调制策略,即在任意时刻逆变器都有4个功率开关同时参与调制过程。该方法在脉宽调制过程中,在电机绕组电流导通状态下,在两个开关桥臂上仅仅有两个开关工作;在绕组电流处于续流状态下,在同一个逆变器桥臂上的,有对称的另外两个开关进行导通续流。这种调制方式可以抑制非换向期间非导通相的续流问题,并且通过调节换向期间的占空比可以有效抑制非导通相的电流脉动问题。实验结果进一步验证了提出方法的有效性。     

基于瞬时功率理论的无刷直流电机转矩控制

无刷直流电机的转矩脉动会带来噪声、震动等问题。在介绍无刷直流电机的数学模型基础上,引入了瞬时功率理论推导得到瞬时转矩与电流和磁链函数之间的关系。通过给定转矩和磁链函数得到相应的参考电流,并通过电流滞环控制,使实际电流跟踪参考电流以达到转矩恒定的目的。仿真与实验结果表明,与传统PWM调制控制策略相比,基于瞬时功率理论的转矩控制策略能有效地抑制无刷直流电机的转矩脉动。     

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。     

一种基于平均转矩控制的无刷直流电机无位置传感器方法

无位置传感器技术和转矩脉动抑制一直是无刷直流电机研究的热点与难点。该文对非理想反电动势的无刷直流电机的无位置传感器方法进行了研究,提出了一种基于平均转矩控制的无刷直流电机无位置传感器运行方法。当无刷直流电机的反电动势为非理想梯形波接近于正弦波时,在平均转矩控制方式下,母线电流包络线在每个换相周期中呈现了先减小后增大的特征,包含了转子位置信息。该方法利用母线电流特征检测出转子位置,实现电机换相,可以同时抑制转矩脉动和实现电机的无位置传感器运行。此外,该方法不需要在平均转矩控制基础上增加器件,算法简单,实现容易,扩大了平均转矩控制的应用范围。仿真及实验结果验证了理论分析的正确性与有效性。     

一种使用重叠换相法的无刷直流电机平均转矩控制

提出一种使用重叠换相的平均转矩控制,这种方法可以同时抑制无刷直流电机由反电势畸变和换相引起的转矩脉动。平均转矩控制将每个开关周期内的平均转矩作为控制变量,在每个开关周期内使其等于给定量,因此可以抑制由反电势畸变引起的转矩脉动。而对于换相转矩脉动,该方法结合重叠换相法,对高速时的转矩跌落进行补偿,其中重叠角度通过检测关断相电流的过零点来实现。文中提出的控制方法能够适用不同反电势的无刷直流电机,具有通用性强,控制简单的特点。仿真和实验都验证了这种方法可以有效抑制无刷直流电机由反电势畸变和换相引起的转矩脉动。