无刷直流电动机换相转矩波动的分析研究

无刷直流电动机的转矩波动直接影响其运行质量。论文主要研究了两相和三相无位置传感器永磁无刷直流电机由电流换相引起的转矩波动,推导出相应的转矩波动公式,提出一种采用定频采样和重叠换相相结合的方法对换相转矩波动进行抑制和控制。     

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。     

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。     

永磁无刷直流电机电感分析及优化设计北大核心

永磁无刷直流电机(PM_BDCM)电感参数的大小,不仅直接影响系统的平均转矩等稳态性能,还与电机换相,转矩波动等动态性能密切相关。在研究永磁无刷直流电机主要参数与其运行控制性能的关系基础上,从优化PM_BDCM系统整体运行与控制视角,推导出了电感值的范围从而既能避免换相失败又能减小转矩脉动,并提出了实现永磁无刷直流电机定子电感设计的方法。实验结果证明,利用所提出的方法,对电机电感进行优化设计可以有效地避免电机的换相失败且对转矩脉动有很好的抑制作用。     

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。     

电动车用永磁无刷电机转矩脉动的控制技术

无刷直流电机（BLDCM）是一种多变量和非线性的控制系统,针对永磁无刷电动机转矩脉动大、低速运行时噪声明显等主要问题,提出的自适应模糊控制器,可以克服未建模参数的影响,保证鲁棒性。该方法结合了换相电流预测控制和直流母线负电流消除特性,有效抑制了换相转矩脉动。通过仿真和实验验证了所述方法的正确性。     

新型无刷直流电机换相转矩脉动的抑制控制方法

文中分析了永磁无刷直流电机的换相原理，以换相电流为研究对象，在研究了电机运行于高速区和低速区时换相电流预测控制规则基础上，提出了一种抑制换相转矩脉动的方法。该方法结合了换相电流预测控制和直流母线负电流消除特性。在换相期间通过检测直流母线上的电流，采用换相电流预测，确保在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相电流的恒定，并同时结合直流母线上负电流消除措施，有效地减小了换相电流的脉动，达到抑制换相转矩脉动的目的。通过仿真和实验验证了所述方法的正确性。     

提高无刷直流电机转矩电流比的提前换相角研究

介绍了一种计算提前换相角以提高无刷直流电机转矩电流比的方法。无刷直流电机由电角度120°的方波电流所驱动,每转动60°电角度时,电机相电流必须换相一次。由于无刷直流电机绕组中的电感作用,相电流换相时会引起相位滞后且偏离理想方波电流,这些非理想特性会减少电机的转矩电流比,改进换相的时间即通过计算提前换相角对电机进行提前换相可以提高转矩电流比。实验中对额定功率20W,额定转速20000r/min的无刷直流电机进行了仿真,结果证明了所提计算方法的有效性。     

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。     

基于无电感升压拓扑的无刷直流电机电流控制策略

该文利用MOSFET、二极管和电容设计一种结构简单的升压拓扑结构,用以驱动无刷直流电机.该结构无需电感,有利于减小驱动系统的成本与体积.结合升压拓扑的输出方式与无刷直流电机的运行方式,该文构建保证驱动系统正常工作的四种开关矢量,并进一步提出一种基于升压拓扑的无刷直流电机电流控制策略.在无刷直流电机的换相区及非换相区,通过选择合适的矢量作用即可实现平稳的电流控制.此外,在换相区采用统一的控制方式可以有效地抑制换相转矩波动,无需根据转速区间切换控制策略.     

高压直流航空燃油泵电机堵转故障检测与应急控制技术研究

针对航空燃油泵用无刷直流电机(BLDCM)发生堵转故障现象,从故障原因、故障检测技术、故障严重程度、故障可控性及故障影响范围出发进行深入的研究,旨在提出并验证一种工程上可用的BLDCM故障检测方法与故障应急控制机制。针对BLDCM发生堵转时与堵转后的运行工况,设计了一套基于BLDCM转速和母线电流的故障检测与应急控制机制;完成了对BLDCM堵转故障检测及应急控制机制仿真。借助已有的燃油泵用BLDCM试验台,完成BLDCM堵转故障条件下的故障检测与应急控制机制验证。在传统的堵转故障停机保护基础上,针对BLDCM运行过程中堵转故障发生的几率和消失的先后,设计了一种降低PWM占空比延时重启的堵转故障应急控制机制,提高了堵转故障后系统的生存能力,降低了虚警率。结果具有技术成熟度和工程应用价值。     

缝纫机控制器用无刷直流电机转矩脉动的研究

对永磁无刷直流电机的转矩脉动的产生机理进行了分析,并根据缝纫机控制器的特点,研究了缝纫机停机过程的换相转矩脉动情况。提出了利用重叠换相和定子电流定频采样相结合的办法,来抑制转矩脉动,并给出了实验结果。     

无位置传感器BLDCM起动控制仿真研究

针对无位置传感器的三相永磁无刷直流电机的控制,分析了120°导通三相逆变器的SVPWM控制,提出了具有SVPWM控制和电流调节控制的无位置传感器BLDCM的起动控制,其中电流调节控制采用两点式比较器控制。该起动控制方法不但能有效控制起动电流大小,而且能改善BLDCM开环起动性能。在Matlab/Simlink环境下,以模块化方式,综合运用Matlab中的S-函数以及Matlab/Simlink/Sim Power Systems元件库中的电气元件模型,建立三相永磁BLDCM起动控制系统的仿真模型。仿真结果表明,基于SVPWM和电流调节控制的起动控制,不但优于升频起动控制,而且在保持对二二导通BLDCM电流调节控制的基础上,使得BLDCM的开环起动性能更好。     

无刷直流电动机抑制低速转矩脉动的滞环电流SVPWM控制

研究采用转子磁场定向的矢量控制方法使无刷直流电动机定、转子磁势矢量始终保持正交,结合滞环调制电流控制和空间电压矢量调制,设计了无刷直流电动机滞环电流SVPWM控制方案。运行结果表明,此方案能有效地抑制无刷直流电动机低速时的转矩脉动,更好地改善系统的动态性能。     

无刷直流电动机系统的电流相位闭环控制

分析了实现无刷进流电动机磁场定向运行的最佳超前角，提出了一种带有相位闭环控制的无刷直流电动机系统，完成了超前角的自动调节，实现了系统的磁场定向运行。     

基于Matlab无刷直流电机控制系统的新型建模仿真

在分析无刷直流电机(BLDCM)数学模型的基础之上,提出了一种新型的无刷直流电机控制系统建模仿真方法。在Matlab/Simulink环境之下,利用无刷直流电机的电压方程、电磁转矩方程和运动方程构建了无刷直流电机本体的仿真模型。系统采用三闭环控制:速度环采用经典PID控制,电流控制采用滞环电流跟踪型PWM。仿真实验结果表明:系统具有良好的静、动态特性,验证了该方法的有效性,为实际电机控制系统的设计和调速提供了新的思路。     

前置电流型两象限斩波器的无刷直流电机控制器研究

研究了基于前置电流型两象限斩波器的无刷直流电机控制方法。介绍了电路的硬件结构,分析了利用该方法抑制电机的电流和转矩波动,改善电机制动特性的原理。在Matlab/Simulink环境下建立了控制系统的仿真模型,给出了仿真结果并与传统结构下的仿真结果进行了对比。结果表明,电流型两象限斩波器能够明显减少无刷直流电机电流和转矩波动,改善电机制动特性。     

基于相电流的航空无刷直流电机电流闭环研究

针对航空大功率无刷直流电动机(BLDCM),结合航空供电的特点,分别研究了BLDCM在电动运行时和能耗刹车时相电流的流动路径,指出了常规电流闭环控制方法的不足,并针对电动运行,提出了一种相电流闭环控制的方法,该方法以三相电流为目标,通过PI调节器和PWM控制,能达到有效控制相电流的目的。针对能耗刹车,提出了基于相电流的电流截止负反馈的电流抑制方法。最后,在Matlab环境下,仿真了相关波形。结果验证了分析的正确性,以及所提出的相电流控制方法的有效性。     

一种基于电流反馈的分段式PWM控制无刷直流电机转矩波动抑制方法

无刷直流电机伺服系统具有广泛的应用场合,但转矩波动限制了其在高精度场合的应用。针对非理想反电动势引起的无刷直流电机转矩波动提出了一种基于电流反馈的分段式PWM控制方法。该方法通过线反电动势观测器获得产生目标转矩值的参考电流,以实现对电机转矩的直接控制。同时,针对电机高速与低速运行状态分别采用不同的PWM控制策略来有效消除换相转矩波动,系统具有低转矩波动和高转矩输出的特点。通过在Matlab/Simulink环境下建立系统仿真模型,对该控制方法的转矩直接控制能力进行检验,并对转矩波动进行了对比;搭建实验平台对具有非理想反电动势的无刷直流电机进行了驱动实验。仿真和实验结果表明,该文所提出的控制方法能有效减小转矩波动,提高无刷直流电机伺服系统输出转矩的稳定性和位置控制精确度。     

基于Fuzzy-PI的BLDCM控制系统的研究

无刷直流电机（BLDCM）以其效率高、噪声低、易维护等优点在工业控制的各个领域得到越来越广泛的应用。但BLDCM是一个高阶、强耦合的系统,有的领域对控制系统的要求越来越高,采用传统PI控制方法,难以达到理想的控制效果。因此,本文以数字信号处理器（DSP2812）为核心建立控制平台,主要研究的是基于Fuzzy-PI控制的...