梯形波与正弦波反电势无刷直流电动机特性分析

针对反电势为理想梯形波与理想正弦波的永磁无刷直流电动机,分析了电机在方波驱动120°导通模式下的机械特性、电流波形、换相转矩脉动.推导了反电势为正弦波的无刷直流电动机在方波驱动120°导通模式下的机械特性表达式.通过对这两种电机电流波形的对比分析以及对两者换相电流的数学推导,给出了这两种不同反电势波形的无刷直流电动机在高速和低速时两者电流波形、换相转矩脉动差异的原因.建立了两种电机的仿真模型,仿真结果进一步验证了分析的正确性.实际工程中,无刷直流电动机的反电势波形很难达到理想的梯形波,介于理想梯形波与理想正弦波之间,该研究对无刷直流电动机的设计与控制具有一定的参考意义.     

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。     

船用无刷直流推进电动机运行特性分析

船舶电力推进是一种较先进的推进方式,而推进电动机及其控制方式是船舶电力推进的关键所在。无刷直流电动机因其优越性被广泛应用于船舶电力推进,无刷直流推进电动机有三相和多相,多相电机具有三相电机一些没有的优势,所以以五相无刷直流电动机为例进行了运行特性分析,从五五导通、四四导通、五四导通这三种不同的导通方式进行分析比较,对于多相无刷直流电动机在船舶领域更好地应用提供了一定的参考与借鉴。     

小电感无刷直流电动机三相H桥无位置传感器控制方法

传统无刷直流电动机的六拍控制采用Y型绕组连接方式,将三相绕组中的两个导通相串联进行供电;其无传感器控制所需的位置信息通过检测未导通相的反电动势过零点得到。绕组串联连接使每一相仅利用母线电压的一半产生电流;同时Y型绕组结构使未导通相受到中性点电压的影响造成位置信号检测精度降低。该文将三相H桥结构应用于无刷直流电动机的无位置传感器控制,使三相绕组中参与导通的两相并联进行供电,同时使未导通相切出电路以进行反电动势过零点检测。绕组并联连接使每一相利用全部母线电压产生电流,电压利用率得到提高;同时未导通相完全切出电路使位置信号检测精度提高。对三相H桥无刷直流电动机无位置传感器控制方法进行了数学推导和分析,并在一台小电感样机上进行了实验,实验结果显示,该4对极样机可以在20 000 r/min的转速下实现无位置传感器控制。     

无刷直流电动机电流连续控制方法研究与实现

为抑制无刷直流电动机换相期间电流的上升速度和下降速度不一致而造成的转矩脉动,探索采用三相电流连续控制方式抑制无刷直流电动机转矩脉动的方法。与传统方波相电流控制方式相比较,采用三三导通方式,三相相电流一直连续,能有效避免非换相相电流的波动及抑制由此引起的转矩脉动,并通过研究合成电流矢量形状,利用空间矢量PWM(SVPWM)方法实现系统控制。实验验证了相电流连续控制策略的正确性及可行性,换相转矩脉动得到了抑制。     

应用DSP控制无刷直流电动机

为满足对无刷直流电动机(BLDCM)控制要求,设计由数字信号处理器(DSP)组成的应用于无刷直流电动机的数字控制系统,以实现高性能实时测控.该文首先从无刷直流电动机的基本工作原理出发,以TI公司的TMS320LF2407芯片为核心,设计了无刷直流电动机控制系统;给出具体硬件设计方案及相关软件设计方案,实现了对无刷直流电...     

无刷直流电动机直接转矩控制零矢量分析研究

无刷直流电动机直接转矩控制系统中定义开关管全关对应的电压矢量为零矢量。分析了全关条件下无刷直流电动机的电压电流变化规律,指出由于电感电流的连续性以及续流二极管的存在,全关条件下作用在电机上的电压矢量实际为对应导通条件下的反矢量,根据全关条件下电机电压电流的变化规律,提出了适用于两相导通无刷直流电动机直接转矩控制系统的新的零矢量。仿真结果验证了理论分析的正确性,以及引入新定义的零矢量对降低转矩脉动的有效性。     

无刷直流电动机PWM调速实验系统

针对市场上现有的无刷直流电动机调速教学实验仪器不能自主构建控制方式和参数整定方法等不足之处，采用两两导通星形三相六状态工作方式，设计了用逻辑控制芯片控制的无刷直流电动机PWM调速实验系统，实现了无刷直流电动机的开环机械特性和双闭环控制调速测试等实验。     

一种简易的无刷直流电动机直接转矩控制

无刷直流电动机的直接转矩控制,通常划分为6个扇区,由于分区较宽,会导致较大转矩波动。通过对无刷直流电动机二二导通模式和三三导通模式进行分析,为了更加有效地降低转矩脉动,结合两种导通模式,实现一种12扇区无磁链观测的二三导通模式直接转矩控制系统,通过实验验证该方法可行性和有效性。     

新型无轴承无刷直流电动机的结构设计与有限元分析

在传统无刷直流电动机中引入磁悬浮技术,构成二自由度无轴承无刷直流电动机,从而实现无刷直流电动机的更高转速运行.设计试验样机,提出一种新型的绕组结构.根据磁悬浮力产生机理推导出一个周期内的绕组导通规律,并应用Ansoft/Maxwell软件对样机进行有限元分析.通过对仿真结果的分析,证明了所推导的绕组导通规律的正确性及新型无轴承无刷直流电动机设计的可行性,并实现了对新型无轴承无刷直流电动机的结构设计.     

多相永磁无刷直流电动机的优势分析

理想的三相永磁无刷直流电动机是功率密度最高的一种电动机。实际上,由于三相永磁无刷直流电动机的相反电动势梯形波平顶宽度达不到120°E(°E表示电角度,下同),产生了原理性转矩波动,高功率密度的优势也受到影响。因此,多相永磁无刷直流电动机受到了重视。多相永磁无刷直流电动机的相反电势梯形波平顶宽度大于120°E,通过控制手段可以实现其高功率密度的优势;多相永磁无刷直流电动机是多台三相电动机的集成,它提高了系统的可靠性,改善了电动机性能,削弱了换相转矩波动;多相永磁无刷直流电动机提供了实现多个三相系统间是相互对称的,也可以是不对称的条件;还提供了多个三相系统的相电流不叠加的条件来减小蓄电池大电流放电。     

开绕组BLDCM功率器件故障容错控制技术研究

开绕组无刷直流电机(BLDCM)的每相绕组连接一个H桥逆变器,其相电压和相电流可以单独控制,具有一定容错能力。介绍开绕组BLDCM的数学方程,建立了MATLAB仿真模型。分析开绕组BLDCM在功率器件故障下的运行特性,讨论补偿和重构两种容错控制方法的特点。最后,加工开绕组BLDCM和对应的控制器,并搭建试验平台,验证了开绕组BLDCM正常运行和补偿容错运行下的运行特性。     

无位置传感器无刷直流电动机正反转控制分析

无位置传感器无刷直流电机的控制是电机控制的方法之一,有控制结构简单等优点。依据无刷直流电动机定转子磁势的相位关系,深入分析无位置传感器无刷直流电动机正反转控制的逻辑编排,并分析了无位置传感器和有位置传感器正、反转控制的不同。     

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。     

凸极式永磁无刷直流电机直接转矩控制研究

提出并分析研究了一种凸极式永磁无刷直流电机定子磁链幅值不控型直接转矩控制策略。结合凸极式永磁无刷直流电机及其两相导通工作特点,全面建立起两相导通时电压矢量对电磁转矩控制理论。采用转矩单环控制,根据转矩滞环比较输出和定子磁链位置给出所施加的电压矢量,实现转矩的快速控制。推导出两相静止坐标系下电磁转矩计算模型,并针对实际无刷电机转子反电势既非理想梯形波,又非正弦波的情况,提出采用查表方式获得转矩观测所必需的转子反电势和转子磁链方法。实验结果表明,所提控制方案具有快速的动态响应和良好的稳态性能。     

方波无刷直流电动机不导通相电流分析

方波无刷直流电动机控制通常采用两相导通、三相六状态PWM方式运行,任意时刻只有两相绕组导通,另一相绕组不导通.通常忽略不导通相的电流.研究表明,不导通相的电流明显存在,而且有规律且对电机性能会产生影响.结合上下桥臂轮流斩波PWM调制方式,从理论上分析了不导通相电流产生的原因,并进行了实验研究,表明不导通相电流的大小与不导通相的反电势大小有关.     

线反电动势检测无刷直流电机转子位置方法

利用传统的反电动势过零检测原理,提出一种利用简化的线反电动势过零检测无刷直流电机转子位置方法,该方法通过实时测量无刷直流电机的任意两路线电压和两路相电流信号,并利用定子电阻参数进行实时简化计算,就可以得到三路线反电动势的过零时刻,从而实现无刷直流电机的无位置传感器控制.该方法结构简单、计算方便,不需要构造电机中点,也不需要进行相位延迟补偿,定子电阻变化对转子位置辨识的精确度影响较小.仿真和实验结果表明,提出的改进线反电动势过零检测方法可以在较宽的速度范围内对转子位置进行准确检测.     

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。     

非理想反电势的无刷直流电机直接转矩控制研究

无刷直流电机的反电势畸变导致电磁转矩存在原理性脉动。通过分析基于电压空间矢量和磁链控制理论的无刷直流电机直接转矩控制策略,得出了关断相既不影响转矩也不影响磁链的结论,同时针对反电势产生畸变的无刷直流电机控制提出了一种采用电流波形预补偿来减小转矩脉动的直接转矩控制策略。仿真实验的结果证明了该策略的正确性和有效性。     

基于无位置传感器的无刷直流电机换相续流研究

无刷直流电机(brushless DC motor,简称BLDCM)换相时刻关断相电流续流会引起电机端电压波形畸变。当采用无位置传感器反电动势过零检测法时,端电压波形畸变会使位置检测信号相位超前,偏离最佳换相时刻,电机负载转矩和转速较大时增加了转矩脉动,甚至会造成换相失败,限制了反电动势检测法的无刷直流电机功率应用范围。因此,针对电流续流引起的位置信号相位超前的机理加以分析,推导出了超前角度与负载转矩和转速的关系,并给出了位置检测信号相位超前的补偿算法,并对电机在不同负载转矩和转速下位置信号进行相位补偿,拓宽了无位置无刷直流电机的运行范围。仿真和实验结果表明,在不同负载转矩和转速下经过补偿后的位置信号与最佳换相信号一致,电机负载转矩和转速较大情况下运行平稳。