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。     

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。     

无刷直流电动机转矩脉动抑制技术研究

无刷直流电动机是目前功率密度较高的电机之一。然而对于通过调整占空比来实现调速的这种传统控制方式,电机的相电流波形是带有尖峰的非理想矩形波,这样一来无刷直流电机高功率密度的优势将得不到体现。本文将针对这一问题,在基于被控对象为六相无刷直流电动机的条件下,提出一种峰值电流控制策略,试图达到削弱永磁电机非换相期间转矩脉动的目的,进而达到削弱因控制原因所引发的转矩脉动。     

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。     

基于模型预测的无刷直流电机转矩脉动抑制

永磁无刷直流电机转矩脉动问题限制了其在高性能设备上的应用。针对无刷直流电机普遍存在的换相转矩脉动问题,根据电机数学模型,从持续导通相电流模型是否发生突变的角度分析了换相转矩脉动产生的原因。通过理论分析,论证了在换相阶段读取霍尔信号以切换控制模型从而实现变模型的预测控制的可行性以及该方案对转矩脉动抑制的有效性。在Matlab中搭建仿真模型对该方案进行了验证。     

基于预测占空比的无刷直流电机转矩脉动抑制

无刷直流电机通常采用两相导通六步控制的驱动方案,但由于存在周期性的转矩脉动,限制了在伺服系统等高精度场合的应用。本文提出了一种预测占空比的转矩脉动抑制方案。结合电机不同运行状态下的数学分析,通过预测PWM工作状态下的占空比,可以在全速域下实现非换相期间导通相相电流恒定、换相期间非换相相电流恒定,从而有效抑制转矩脉动。仿真结果验证了该理论的正确性,在稳态和动态情况下都可以有效抑制转矩脉动。     

基于卡尔曼滤波的无刷电机转矩脉动抑制研究

永磁无刷直流电机是一种机电一体化的高新技术产品,具有体积小、动态性能好和控制简单等优良特性。但噪声可叠加在指令上或反馈信号上进入伺服系统,增大无刷直流电机的转矩脉动。作为一种最优自回归数据处理算法,卡尔曼滤波器同时具备良好的滤波特性。因此文章在分析永磁无刷直流电动机数学模型的基础上,提出了一种基于卡尔曼滤波的无刷直流电机转矩脉动抑制方法。利用Matlab/Simulink对此方法进行了仿真,并与传统的PID控制方法进行了比较。结果表明了该方法可以有效地抑制无刷直流电机的转矩脉动,提高系统伺服性能。     

新型无刷直流电机直接转矩控制

直接转矩控制被应用在无刷直流电机系统中,以减小转矩脉动.无刷直流电机直接转矩控制都是基于电压矢量空间6扇区划分的,提出了12扇区划分的控制策略,以求更加有效地减小转矩脉动,并针对直接转矩控制中转矩观测的问题,构建了以相电流、相电压为输入,电磁转矩为输出的小波神经网络,实现转矩的预测.仿真与实验结果表明:基于小波神经网络...     

无刷直流电机转矩脉动抑制策略研究

传统的无刷直流电机控制方法存在转矩脉动较大的缺点,限制了其在高性能驱动系统中的推广应用.通过对无刷直流电机换向过程的瞬态分析,针对转矩脉动产生的原因,提出了两种抑制换向转矩脉动的控制方案:非换向相电流不变法和转矩脉动最小法,通过控制电压给定强迫三相电流沿理想轨迹滑至换向后的稳定工作点,使得换向过程中转矩值即相电流与电机反电势标量积变化率为最小.仿真及实验结果验证了该控制策略的正确性.如果采用运算简单的非换向相电流不变策略控制,可将换向转矩波动限制在5%的范围,而采用转矩脉动最小方案则可消除换向转矩脉动.     

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。     

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机换相转矩脉动的调制方法

无刷直流电机具有能量密度大、转矩大等优点,但是其结构特点和传统的换相方法导致其存在换相转矩脉动的问题。为了减小换相转矩脉动,采用一种基于PWM_ON的新型换相控制方法。在非换相区,采用PWM_ON调制;在换相区,采用三相绕组同时调制,并计算每一相调制占空比,使关断相电流下降速率与导通相电流上升速率相等。所采用的方法计算简单,能明显地减小换相转矩脉动。给出了换相区间关断相和导通相占空比的计算过程,得出了在换相区间关断相和导通相占空比的关系,通过实验验证了所采用方法的正确性和有效性。     

无刷直流电机的直接转矩控制研究

直接转矩控制在正弦波交流电机方面的研究已趋于成熟,在反电势梯形波的电机研究方面相对较少.通过分析无刷直流电机直接转矩控制的基本原理,合理地选择空间电压矢量,将直接转矩控制技术应用于无刷直流电机的控制.运用Matlab/Simulink对其进行仿真,结果表明,永磁无刷直流电机转速响应迅速,转矩脉动非常小,取得了良好的控制...     

考虑转矩脉动最小化的无刷直流电机直接转矩控制系统

主要阐述了以转矩脉动最小化为目的的无刷直流电机(BLDCM)直接转矩控制技术。传统的无刷直流电机直接转矩控制系统通常因采用一个周期一个电压矢量和低电感,造成较大的相电流和转矩抖动,故选取了滞环转矩控制和PWM方式相结合的转矩控制方式。此外,该直接转矩控制系统在两相半桥120°导通方式下,每120电角度发生一次较大的换相转矩脉动,因此在详细分析产生转矩脉动根源的基础上,提出了正负参考转矩下的新半桥调制模式开关管状态查询表。最后,所提直接转矩控制系统的转矩脉动最小化方案通过四象限运行时的Matlab仿真和DSP驱动实验,验证了其可行性和有效性。     

无刷直流电机换相转矩脉动的抑制

无刷直流电机由于功率密度高、控制容易而获得广泛应用.但高、低速下由电流换相造成的非换相相电流的失真会导致转矩脉动.本文提出了一种采用抑制非换相相电流脉动来抑制转矩脉动的新方法:即在高速下,采用降低续流相电流下降速率来间接控制非换相相电流;在低速下,直接控制非换相相电流.控制系统由模拟电路实现,结构简单,性能可靠.仿真和实验验证了所提出方法的正确性和实用性.     

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。     

基于占空比调节的无刷直流电机直接转矩控制

传统直接转矩控制(DTC)在每一个控制周期对电机施加一个不变的电压矢量,从而导致较大的转矩脉动,而且开关管的开关频率不固定。为减小转矩脉动同时使开关管的开关频率恒定从而提升系统的稳定性,将占空比调制技术引入到无刷直流电机(BLDCM)DTC系统当中,并研究了4种占空比生成方法对转矩脉动的抑制效果。由于引入了占空比调制技术,零电压矢量和非零电压矢量作用的时间随占空比的改变而改变,因此能够对转矩进行更精细的控制从而抑制转矩脉动。仿真和试验结果验证了所提方法的有效性。     

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。     

一种减小无刷直流电机纹波转矩的新方法

从无刷直流电机纹波转矩产生的机理出发,分析了换相纹波转矩产生的原因,提出了在换向期间通过直接控制非换向相电流来减少电磁转矩脉动的控制策略.仿真验证了控制方案的可行性.     

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%。