基于最优电流矢量的无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法

由于逆变器母线电压、绕组电感及电势因素的影响,无刷直流电机的换相转矩脉动严重影响其在高精度场合的应用。为此,提出一种基于最优电流矢量的无刷直流电机驱动方法。首先,在两相静止坐标系下分析方波驱动方式的换相过程,并从矢量的角度给出电机高速、低速换相转矩脉动的产生原因;然后,推导出最优电流矢量表达式,该矢量可同时满足瞬时功率恒定和电流矢量幅值最小。该方法将电流矢量作为控制对象,通过保证电流矢量的幅值和角度等于给定量,实现电机的无换相转矩脉动运行。与方波驱动方法相比,该方法不区分正常导通区间和换相区间,简化了调制方式,提高了控制方法的可靠性。通过实验验证了所提驱动方法的可行性和有效性。     

无刷直流电机转矩脉动抑制系统的新型拓扑研究

无刷直流电机在换相过程中产生的转矩脉动,已严重阻碍其在航空、航天等领域的广泛应用。通过分析无刷直流电机在换相过程中产生转矩脉动的原因,设计了一种CUK-NPC拓扑,该拓扑通过前级CUK变换器代替传统直流电源,有效提高了输出电压范围,并采用中点钳位型三电平逆变桥进一步提高抑制效果。CUK-NPC拓扑控制策略使导通相与关断相电流变化速率相同,非换相相电流保持恒定,从而达到抑制换相转矩脉动的目的。实验结果表明:该拓扑结构以及控制策略能有效应用于无刷直流电机驱动系统,电机在不同速度阶段换相转矩脉动都得到了明显抑制。     

无刷直流电机滑模变结构电流控制

为提高无刷直流电机控制的鲁棒性及抑制换相转矩波动,在PWM-ON调制基础上,以保证非换相相电流恒定为控制目标,将换相引起的转矩波动作为系统扰动,设计了滑模变结构电流控制器。利用其响应快速、对扰动不敏感特性来抑制内外干扰的影响,并进行了鲁棒性证明和转矩波动减小分析。仿真与实验表明,所提出的变结构控制策略鲁棒性好,能有效减小换相转矩波动,是无刷直流电机控制中一种新颖的改进控制方式。     

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。     

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。     

用于驱动无刷直流电机的矩阵变换器控制策略

利用矩阵变换器驱动无刷直流电机,可以实现无刷直流电机的交一交直接控制.针对无刷直流电机反电势为梯形波、相电流为方波的特点,提出一种用于驱动无刷直流电机的矩阵变换器的控制策略.将矩阵变换器等效为整流器和逆变器的虚拟连接,分别对这两个虚拟环节采用输入电流空间矢量调制和三相六拍120°持续导通模式,然后将两个环节的调制策略相结合,从而实现无刷直流电机交-交变频调速.该控制策略能够实现输出方波电流的同时实现输入电流的正弦化.对给出的控制策略进行了详细的理论分析与推导.实验验证了控制策略的正确性与可行性.     

具备母线升压的无刷直流电机方波调速控制方法

无刷直流电机在传统的方波调速中至少需要对三个开关管进行高频PWM控制。随着闭环参考转速的提升,开关频率升高,相应的开关管损耗将增加。此外,转速闭环控制与电机的控制策略是耦合的。为解决该问题,本文将升压DC-DC变换器与无刷直流电机三相全桥功率变换器级联,研究了母线电压定电压转速闭环和变电压转速闭环这两种控制策略。通过对比可以发现母线电压变电压转速闭环控制方式可以在不改变无刷直流电机基本控制算法的前提下实现调速控制和换相控制的解耦,因此更适合于电机高速运行时的转速闭环控制。为验证所提方法的可行性,基于一台60 W的无刷直流电机系统实验平台对两种控制策略下的转速突变控制特性进行了实验研究。     

电子储纬器无刷直流电机转速平稳控制研究北大核心

针对电子储纬器应用,研究了一种无刷直流电机转速平稳控制策略,基于无刷电机空间矢量控制模型分析了电流换相控制和齿槽效应导致转矩脉动的发生机理,提出了基于改进空间矢量脉宽调制与齿槽转矩脉动补偿的转速平稳控制方案,并在高速数字信号处理器软硬件平台上实现了无刷直流电机的转速实时稳定控制算法。500 W无刷电机试验台以及实际织造环境下的试验结果表明:所提出方案能够有效抑制无刷直流电机转速波动幅度,显著降低电子储纬器断纬事件发生几率,提高织造生产效率。     

基于STM32的无刷直流电机正弦波驱动控制系统设计

针对反电动势为准正弦波的无刷直流电机,采用矢量控制技术实现了正弦波驱动。本文通过霍尔位置传感器进行转子位置估算,并介绍了一种线性转子位置校正方法。利用以STM32F103C8T6微控制器为核心的无刷直流电机控制系统实验平台进行验证。实验结果表明,与两两导通六步换相控制方式相比,采用矢量控制可有效降低无刷直流电机运行噪声和转矩脉动,适用于风机、家电等需要静音稳速运行的应用场合。     

电子储纬器无刷直流电机转速平稳控制研究

针对电子储纬器应用,研究了一种无刷直流电机转速平稳控制策略,基于无刷电机空间矢量控制模型分析了电流换相控制和齿槽效应导致转矩脉动的发生机理,提出了基于改进空间矢量脉宽调制与齿槽转矩脉动补偿的转速平稳控制方案,并在高速数字信号处理器软硬件平台上实现了无刷直流电机的转速实时稳定控制算法。500 W无刷电机试验台以及实际织造环境下的试验结果表明:所提出方案能够有效抑制无刷直流电机转速波动幅度,显著降低电子储纬器断纬事件发生几率,提高织造生产效率。