一种无刷直流电机电磁转矩脉动抑制方法的研究

针对目前无刷直流电机电磁转矩脉动抑制方法存在检测方法、控制算法复杂、成本较高的缺陷,提出了一种新的无刷直流电机电磁转矩脉动抑制方法,该方法通过控制无刷直流电机导通相线电流跟踪给定电流来抑制电机的电磁转矩脉动,而无刷直流电机的导通相线电流是通过三相全桥逆变器下桥臂三个开关器件的电流引出后与相应开关器件驱动信号相乘后叠加所...     

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。     

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。     

基于模糊自适应ADRC的无刷直流电机电流控制

针对传统PID控制下无刷直流电机电流脉动较大,转矩脉动显著的问题,在研究电机数学模型和自抗扰控制器原理基础上,提出一种基于模糊自适应ADRC的无刷直流电机电流控制器.采用模糊推理方法对ADRC参数在线自整定,将电机电流脉动等视为系统的未知干扰,利用该文设计的控制器以改善馈电电流波形,抑制电机转矩脉动.实验结果验证了所提出控制方案的有效性,是一种新型的无刷直流电机电流控制方式.     

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。     

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。     

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.     

基于BUCK变换器的无刷直流电机转矩脉动抑制方法

分别对无刷直流电机(BLDCM)在传导区和换相区的转矩脉动进行全面的分析,提出在三相逆变桥入端加上前级BUCK变换器,通过单一直流母线电流的反馈闭环控制来抑制转矩脉动的方法.该方法在理论上彻底地消除了BLDCM在传导区内的转矩脉动,而且使得瞬间换向区间电流上升相与电流下降相的电流斜率平衡,从而有效地削弱了换相期间的转矩脉动.试验证明了此方法的有效性和可行性.     

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。     

无刷直流电机换相力矩波动抑制

针对无刷直流电机换相时产生力矩波动的问题,在分析了各种电流采样方式和目前广泛应用PWM控制器的转矩脉动抑制方案基础上,提出了一种新型的电流采样拓扑结构,采用单电流传感器实现了力矩电流的检测,以此建立了通过力矩电流闭环来调节直流母线电压的无刷直流电机控制系统模型,并分别给出了电机在低转速及高转速下的数学仿真分析和实验论证。仿真和实验结果表明:力矩电流采样拓扑结构实现了对产生力矩的电流的准确采集;通过在电机高速和低速运行时动态改变母线电压,保持了关断相电流和开通相电流变化速率的平衡,消除了换相所引起的力矩波动。     

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。     

变角度导通法补偿换相转矩脉动

针对微型无人机电动力系统对低噪声、高平稳性的要求,对无刷直流电动机换相过程建立数学模型,分析了转矩脉动,提出一种变角度导通的实现方法,即根据电机转速选择合适的导通角度,以补偿无刷直流电动机由于换相引起的转矩脉动.仿真结果表明,转矩脉动量与导通角度的大小不成正比,成凹形关系.相比120.导通方式,采用变角度导通法使脉动幅值减小了35％.结果证明变角度导通法可以有效抑制无刷直流电动机换相转矩脉动,减小噪声,提高微型无人机的平稳性.     

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。     

非理想梯形波反电势的永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法

为了提高磁悬浮控制力矩陀螺(magnetically suspended control moment gyro, MSCMG)框架伺服的精度与稳定度,针对永磁无刷直流力矩电机(permanent magnet brushless DC motor, PMBLDCM)非理想梯形波造成的换相转矩脉动,分析指出了换相反电势不平衡是造成转矩脉动产生的又一原因,且是影响低速力矩电机换相转矩脉动的主要因素。在单一直流母线电流反馈的基础上,提出了一种换相转矩自平衡控制方法,其中包括换相转矩平衡点观测器和角加速度的快速最优估计算法,有效的抑制了换相转矩脉动,提高了低速时的速率伺服精度与稳定度。     

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.     

凸极式无刷直流电机全速段复合矢量控制策略

针对非理想正弦型气隙磁密的凸极式(IPM-Type)永磁无刷直流电机(BLDCM),在传统方波电流控制下难以实现全速度范围的最大转矩比(MTPA)控制及换相转矩脉动抑制,提出一种基于机电能量转换理论和转子同步运动相结合,并考虑复杂参数项的复合矢量控制策略,可以直接提取并控制电机定子电流的转矩分量来同时实现这2个控制目标。首先,在不同转速区间选择近似或实际MTPA模式控制电机。其次,考虑到实际运行过程中电机参数容易随着复杂工况而变化,采用简化的可变参数等效辨识及最优分配方案完成矢量控制。所提策略不仅可以使电机在任意速度区间匹配到最优电流参考点,而且提高了闭环动态响应。实验结果验证了方案的有效性和可行性。     

换相期间无刷直流电机转矩脉动的抑制策略

无刷直流电机的转矩脉动是影响其性能的重要因素.针对换相期间的转矩脉动进行了分析,重点研究了非理想反电势、关断相和开通相相电流变化速率不等这两个因素引起的转矩脉动,为了抑制这两个因素引起的转矩脉动,提出了分段控制的策略.该策略集成了转矩直接控制和重叠换相法的优点,可以有效抑制由非理想反电势、关断相和开通相相电流变化速率不等引起的转矩脉动.通过仿真分析验证了该方法和其中两种方法单独应用时的差异,证明了分段控制策略在换相期间抑制转矩脉动的有效性.     

A modified direct torque control for induction motor sensorlessdrive

Direct torque control (DTC) is known to produce quick and robust response in AC drives. However, during steady state, notable torque, flux and current pulsations occur. They are reflected in speed estimation, speed response, and also in increased acoustical noise. This paper introduces a new direct torque and flux control based on space-vector modulation (DTC-SVM) for induction motor sensorless drives. It is able to reduce the acoustical noise, the torque, flux, current, and speed pulsations during steady state. The DTC transient merits are preserved, while better quality steady-state performance is produced in sensorless implementation for a wide speed range. The flux and torque estimator is presented and an improved voltage-current model speed observer is introduced. The proposed control topologies, simulations, implementation data, and test results with DTC and DTC-SVM are given and discussed. It is concluded that the proposed control topology produces better results for steady-state operation than the classical DTC