直流变频系统转矩脉动分析与SVPWM驱动研究

为提高无刷直流变频空调工作效率,设计了以高速数字信号控制器dsPIC30F6010为核心的室外机控制与驱动系统,并针对集中绕组稀土永磁无刷直流电动机在正弦波和方波电流驱动下的电磁转矩脉动系数进行了对比.实现了SVPWM控制策略,通过实验比较了在方波驱动和SVPWM驱动下电机的转速与电流.实验结果证明,SVPWM驱动下电机效率高,转矩脉动小.     

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.     

一种基于SPWM的无刷直流电动机驱动新方法

方波驱动的无刷直流电动机转矩脉动较大,而传统正弦波驱动的无刷直流电动机虽然转矩脉动小,但系统控制电路复杂,且需要高分辨率的转子位置传感器。针对具有Hall位置传感器的正弦无刷直流电动机,提出了一种利用三相Hall位置信号,通过软件算法生成六路正弦脉宽调制波来实现正弦波驱动无刷直流电动机的新方法。建模与仿真证明了该方法的在抑制转矩脉动方面的有效性。     

航空EMA用永磁无刷电动机复合驱动控制策略研究

正弦波驱动与方波驱动是永磁无刷电动机的两种主要驱动方式,各自已经形成独立的控制思想体系,但是方波驱动方式下存在低速转矩脉动较大的问题,而在正弦波驱动方式下出力又较小,不能满足航空用大功率作动系统的需求。针对这一问题,结合两种驱动方式各自的优点,以航空机电作动器(EMA)的主要执行部件永磁无刷电动机为控制对象,致力于研究并设计一种独特的复合驱动系统,电机以正弦波驱动方式起动,并在高速时切换至方波驱动方式。仿真结果证明:该方法能够有效减小低速转矩脉动,并且由于高速时采用了方波驱动方式出力更大,能够有效提高永磁无刷电机的效率,为航空EMA用永磁无刷电动机的高精度、高效率控制提供了一种可供参考的新思路。     

一种新颖的低成本无刷直流电动机控制方案

文章分析比较了具有任意平顶宽度的梯形波反电势无刷直流电动机在正弦波和方波电流驱动下的转矩脉动情况;针对反电势波形接近正弦波的无刷直流电动机,提出一种采用低分辨率霍尔位置传感器的矢量控制方案,重点讨论了基于平均转速的转子位置估计算法,并在Matlab中与传统的方波驱动进行了对比仿真,验证了所提方案的有效性。     

不同驱动方式对无刷直流电机性能的研究

无刷直流电机可以采用方波和正弦波2种驱动方式,研究了2种驱动方式对反电动势的平顶宽度小于120°无刷直流电机性能的影响。在电枢电流有效值一致的基础上,推导出2种驱动方式下的输出电磁转矩公式,并搭建了基于TMS320F28335的实验平台,建立了基于转速、电流双闭环控制的无刷直流电动机系统实验模型,分别从电枢电流波形和输出转矩2方面进行比较分析。实验结果表明,对于反电动势的平顶宽度小于120°无刷直流电机,相比方波驱动,正弦波驱动方式下的电机能够输出较为平稳的转矩及具备较强的过载能力。     

基于母线电流控制的直流无刷电动机转矩脉动抑制方法研究

针对方波直流无刷电动机转矩脉动控制问题进行了讨论,分析了低速和高速情形下直流无刷电动机转矩脉动抑制的方法,提出基于母线电流控制的直流无刷电动机转矩脉动抑制的方法,仿真结果证明该控制系统能有效地减小转矩脉动.     

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。     

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。     

永磁无刷直流电机转矩脉动抑制的分析与仿真

本文利用无刷直流电机的数学模型 ,推导并仿真分析了任意平顶宽度梯形波反电动势无刷直流电动机在矩形波和正弦波两种电流驱动下的转矩脉动情况 ,得出在梯形波反电势平顶宽度减小到一定数值后 ,采用正弦电流驱动更有利于减小电磁转矩脉动     

永磁无刷直流电机转矩脉动抑制的分析与仿真

本文利用无刷直流电机的数学模型，推导并仿真分析了任意平顶宽度梯形波反电动势无刷直流电动机在矩形波和正弦波两种电流驱动下的转矩脉动情况，得出在梯形波反电势平顶宽度减小到一定数值后，采用正弦电流驱动更有利于减少电磁转矩脉动。     

无刷直流电机方波正弦波复合驱动器设计

针对无刷直流电机方波驱动出力大,正弦波驱动转矩脉动和噪声小的特点,设计了基于霍耳传感器信号的无刷直流电机方波与正弦波复合驱动器。在不改动硬件电路的前提下,利用软件编程实现了无刷直流电机的方波驱动与正弦波驱动以及两种驱动方式间的动态切换。实验结果表明,无刷直流电机运行稳定,切换方式灵活。该设计的方波正弦波复合驱动器可以有效拓宽无刷直流电机在高精度、低噪声环境下的应用。     

无刷直流电机低成本正弦波控制策略

针对方波控制方式下存在较大输出转矩脉动等问题,采用空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术实现了无刷直流电机低成本正弦波驱动。在低分辨率霍尔位置传感器输出的离散角度信号基础之上,运用位置估算算法准确获取转子位置。并介绍了正弦波直接起动策略及相位超前角补偿算法。利用以MC56F8013数字信号控制器为核心的无刷直流电机控制系统实验平台对该驱动方式进行验证。实验结果表明,该驱动方式能够有效地降低输出转矩脉动,减小无刷直流电机运行噪音。     

永磁无刷力矩电动机峰值转矩能力的研究

在考虑了永磁无刷力矩电动机峰值极限转矩主要制约因素的基础上，分别讨论了正弦波及方波驱动方式下的力矩电动机峰值极限电流及转矩，并针对正弦波驱动方式下的该类电机分析了影响峰值转矩能力的主要因素，文中还进行了数值计算并加以实验验证。     

电动汽车永磁无刷轮毂电机磁场定向控制

永磁无刷轮毂电机通常具有接近正弦波形的反电势,适合采用正弦波电流驱动。基于霍尔位置传感器的磁场定向控制应用于此种电机,具有效率高,转矩脉动小等优点。在电动汽车轮毂电机直接驱动应用中,要求避免出现较大的瞬态转矩以及抑制转矩脉动,通过增加前馈控制可有效抑制瞬态较大的转矩的出现,增加死区补偿可有效改善转矩脉动。试验结果表明,基于前馈和增加死区补偿的磁场定向控制应用在电动汽车永磁无刷轮毂电机控制中具有更好的控制效果,消除了瞬时转矩较大变化引起的不平顺,减小了稳态转矩脉动产生的驾驶室噪声。     

基于FCM8531控制的无刷直流电动机分析与试验

为降低中小型无刷直流电动机的振动和噪声,设计了一种正弦波驱动的最佳磁极偏移角度的无刷直流电动机。采用FCM8531双核控制器和FSBS10CH60驱动器构建正弦波控制系统,以及实现各种硬件保护功能;再结合ANSYS有限元分析软件对无刷直流电动机进行分析,计算出最佳的磁极偏移角度,来降低电机齿槽转矩,并进行了样机实验。实验证明,电机的振动和噪声得到抑制,起动性能改善,效率明显提高。该方法可有效改善电机性能,对电机控制及本体设计有一定的应用价值。     

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。     

无刷直流电动机电流滞环跟踪控制方法的研究

通过无刷直流电动机数学模型,分析了无刷直流电动机产生电磁转矩波动的原因,在此基础上,提出采用电流滞环跟踪PWM控制方式来减小电磁转矩的波动。最后分别从理论推导和实验证明了采用电流滞环跟踪PWM控制方式时输出电流波形更接近理想的方波电流,减小了无刷直流电动机电磁转矩的波动。     

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。     

稀土永磁无刷直流电动机转矩脉动研究

对方波驱动的稀土永磁无刷直流电动机转矩脉动产生的原因进行了分析,在理论分析的基础上研究了削弱转矩脉动的方法并进行了仿真,结果表明,此方法简单、可靠,能有效抑制电机运行时的转矩脉动。