无刷直流电机换相转矩脉动减小及动态仿真

针对无刷直流电动机转矩脉动大的问题,提出了采用不同的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,并运用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,增加PWM调制频率,选择合适的占空比和重叠换相角时可以使无刷直流电动机的换相转矩脉动减小。     

基于换相重叠角实时变化的SRM转矩脉动抑制控制策略

开关磁阻电机因其特殊的双凸极结构及严重的非线性问题，会导致有很大的转矩脉动存在，严重限制了其应用范围。传统的转矩分配函数受转矩特性和电压限制等影响，在换相期间仍然存在较大的转矩脉动，并且在不同的速度段，受电流变化率及换相周期的影响，在换相重叠角固定时，其转矩脉动现象会更加明显。本文提出一种换相重叠角随转速实时变化的控制策略，通过检测电机运行过程中实际转矩过零点所对应的角度，计算出相对应的换相重叠角，并建立转矩负载-电机转速-换相重叠角之间的查值表，据此可以在不同负载下随着电机转速变化查询最合适的换相重叠角，使开关磁阻电机的转矩脉动最小。最后为了验证该策略的有效性与可行性，以一台3 kW、3相12/8极开关磁阻电机为控制对象进行仿真与实验验证，证明所提方法能够在较宽的速度范围内有效抑制开关磁阻电机的转矩脉动。     

永磁式双凸极电机新型开通关断角控制策略

采用标准角度控制的永磁式双凸极电机，在换相时三相同时导通或关断，产生较大换相转矩脉动。该文通过对电机内部电磁场的有限元计算，分析了转矩脉动形成机理。为减小换相转矩脉动，提出新型开通角和关断角控制策略。该方法通过提前导通功率变换器上管、滞后关断其下管，对一个周期内的导通模式进行细分，通过换相前后，两相和三相导通方式的切换，提高换相时刻输出转矩，减小电机转矩脉动。根据有限元分析的电感和磁链数据，构造永磁式双凸极电机调速系统非线性仿真模型，并将其与标准角度控制方式进行仿真与实验比较，验证了新型控制策略的正确性。     

使用重叠换相的无刷直流电动机直接转矩控制

在分析无刷直流电动机直接转矩控制原理的基础上,研究了无刷直流电动机换相转矩脉动的产生原因,指出转矩脉动主要由关断相电流和开通相电流变化速率不一致引起,提出了采用使关断相延迟关断的重叠换相直接转矩控制方案来减小换相转矩脉动,建立了考虑重叠换相的直接转矩控制电压矢量选择表。实验结果表明所提重叠换相DTC方案能够有效较小换相转矩脉动,实现简单,可使无刷直流电动机获得优良的运行性能。     

开关磁阻电机变电流重叠角的DITC

针对开关磁阻电机(SRM)换相期间存在较大转矩脉动的问题,提出一种基于变电流重叠角的转矩分配函数(TSF)用于SRM的直接瞬时转矩控制(DITC)。该方法利用换相期间电流特征,对电流重叠角的起始位置和结束位置进行检测,实现电流重叠角的实时计算,并根据电流重叠角设置SRM的关断角,对SRM各相转矩在换相期间进行合理分配。仿真和实验结果验证了该方法能够有效抑制转矩脉动。     

无刷直流电动机转矩脉动的抑制

转矩脉动是制约无刷直流电动机发展的重大障碍,因此本文分析了无刷直流电动机转矩脉动产生的原因,并提出了相应的策略加以抑制。同时,着重对电流换相时所引起的转矩脉动进行了研究,发现采用重叠换相技术可减小这种转矩脉动。     

对减小无刷直流电机换相转矩脉动方法的最小换相时间研究

针对无刷直流电机存在较严重的换相转矩脉动问题,提出在换相期间,利用三相绕组共同调制方法,使关断相与导通相电流变化速度在每个PWM周期内保持一致,从而减小换相转矩脉动。在此基础上,进一步研究了换相转矩脉动与换相时间之间的关系,通过建立数学模型,利用线性规划分析方法,提出了在最短换相时间内减小换相转矩脉动的三相调制占空比边界条件,即最小换相时间法则,并通过设定占空比阈值使三相绕组共同调制方法适用于全速段。仿真实验结果表明,采用最小换相时间法则的三相绕组共同调制可以较好地抑制换相转矩脉动,验证了文中理论分析的正确性与有效性。     

重叠换相技术在四相无刷直流电动机中的应用研究

本文建立了四相无刷直流电动机的数学模型,分析此类电机转矩脉动的形成原因,采用重叠换相的控制方法来抑制转矩脉动,最后在Matlab/Simulink软件下搭建模型,对该方法的应用进行了系统仿真,仿真结果表明该方法在四相无刷直流电机中取得了很好的效果,通过调整重叠换相角能够有效的抑制转矩脉动。     

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.     

计及等效电阻的无刷直流电机换相转矩脉动的分析与抑制

为便于分析无刷直流电机转矩脉动的形式,通常采用忽略等效电阻的简化电机模型,这会得出转矩存在上升脉动的错误结论,进而使一些方法出现正反馈补偿,导致系统性能更加恶劣的情况。针对这种情况,首先在考虑等效电阻的情况下,推导出无刷直流电机在120°自然换相模式下三相电流在传导区和换相区内的数学表达式;然后给出换相转矩脉动的表达式,并结合表达式证明了自然换相下换相转矩必然跌落的事实。同时,为抑制换相转矩脉动,在全面分析各种重叠换策略的优劣的基础上,选择了ON-PWM-PWM重叠换相策略。仿真和实验验证了对转矩脉动分析的准确性和对转矩脉动抑制的有效性。