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.     

永磁体内涡流场对同步电机电枢电流的影响

从永磁同步电机结构的实际出发,利用有限元法进行了磁场模拟和计算,分析了在端电压不变的条件下,由于永磁体内涡流产生的磁场和电枢电流产生的变化磁场的相互作用,电枢电流产生非正弦的变化,并且画出了电流的畸变波形。通过简化实验测量出的电流波形证明了计算的正确性。最后分析和讨论了电枢电流变化对电机性能的影响。     

一种改善BLDCM调速性能的模糊矢量控制策略

针对永磁无刷直流电机(BLDCM)在方波控制时转矩脉动大、电流畸变程度大以及反电势不稳定造成转速波动的问题,本文在分析BLDCM控制方式的基础上,将这些问题的原因归结于控制时的电流换相以及反电势并非理想方波电势。基于此,针对电动汽车BLDCM提出一种基于模糊控制的无刷直流电机矢量控制调速策略,此策略使用模糊控制器对转速误差进行调节,进而增强系统的调速性能;使用矢量控制取代方波控制,进而克服转矩脉动、电流畸变以及反电势不稳定等问题。实验结果表明,本文提出的控制策略能较好地抑制转矩脉动,并使电流以及转速更加平滑稳定。     

无刷直流电动机双闭环调速系统的转矩脉动抑制研究

主要阐述了具有速度/电流双PI控制器的无刷直流电动机(BLDCM)调速系统的转矩脉动抑制技术。传统无刷直流电动机双闭环调速系统因非理想梯形波反电动势和非理想方波相电流存在较大的转矩脉动,为此,提出一种相电流整形和新半桥PWM方式相结合的方法。其中,基于线反电动势常数的相电流整形技术能够解决因非理想梯形波反电动势引起的转矩脉动,通过分析相电流换相过程得到的新半桥PWM方式能够解决因非理想方波相电流引起的换相转矩脉动。通过四象限运行时的Matlab仿真和DSP驱动实验,验证了所提双闭环调速系统的转矩脉动抑制方案的可行性和有效性。     

基于转子永磁体磁场定向的无刷直流电机转矩脉动抑制

无刷直流电机由于非正弦的主磁场分布和反电动势波形,在方波电流驱动下产生较大转矩脉动。为此提出一种基于转子永磁体磁场定向的转矩脉动抑制方法。首先,通过分析无刷直流电机转子永磁体磁场定向dq同步旋转坐标系下的等效模型,得出该坐标系下d轴电枢反应和电磁转矩各自取决于dq轴电流的结果;其次,给出了以变换前后绕组产生的d轴电枢反应和电磁转矩不变为原则的三相电流和dq轴电流之间变换方法;最后,利用该变换方法,得到所需dq轴电流对应的三相电流,并对该电流进行闭环控制,进而实现无助磁和去磁的瞬时恒定转矩控制。所提方法通过Matlab仿真和DSP实验验证了其可行性和有效性。     

六相永磁力矩伺服电机气隙磁场优化

为了提高永磁力矩伺服电机的转矩性能,研究了气隙磁场波形对六相永磁力矩伺服电机转矩的影响.提出采用准梯形波气隙磁场提高气隙磁密基波幅值,增加电机转矩密度的方法.分析了准梯形波气隙磁场六相永磁力矩伺服电机能够实现高转矩密度和低转矩脉动的原因,给出准梯形波气隙磁场六相永磁力矩伺服电机的具体设计方法.在永磁材料用量和供电电流相...     

具有切向磁钢的无刷直流电动机电枢反应对最佳换向位置影响的分析

建立了1台用于航空起动发电系统地面实验30 kW切向磁钢无刷直流电机BLDCM的有限元仿真模型。论述了实验电机系统工作在120°电角度导通方式时,理想状态下的最佳控制逻辑。利用有限元模型研究了电枢反应对电机气隙磁场和最佳换向位置的影响,并且结合对有限元仿真结果的计算分析,研究了实验电机电磁转矩及其脉动随电枢电流变化的情况。理论与仿真结果表明:电机通入电枢电流后,最佳换向位置发生变化。当电枢电流较大时,不能忽略电枢反应对最佳换向位置的影响,需要对变换器换向位置角进行调整来适应电枢电流的变化,以获得最大输出转矩和较优的转矩脉动性能。     

无刷直流电机矢量控制系统的设计与研究

随着无刷直流电机(BLDCM)的广泛应用,为避免传统BLDCM方波控制方案存在的效率低、噪声大等一系列问题.设计了以STM32为主控芯片的BLDCM矢量控制系统.该设计在控制软件中对转子位置信号进行电角度补偿优化,采用转速电流双闭环控制,通过磁场导向控制(FOG)算法进行矢量控制.主要包含了硬件架构,软件控制功能模块框...     

正弦型无刷直流电机主要尺寸的新算法

采用表面粘接磁钢的正弦型无刷直流电机的气隙磁密通常为方波或梯形波，代表磁钢宽度的磁钢极弧系数可预先确定．本文推导了用磁钢极弧系数表示的电机主要尺寸新的计算公式，比传统的采用计算极弧系数和磁场波形系数的算法更简单、直观。     

基于电动汽车的无刷直流电机低扭矩脉动混合矢量驱动控制

由于实际工艺问题,无刷直流电机(BLDCM)的相反电动势并不是理想的120°梯形波分布,其平顶宽度和波形畸变都会造成换向时刻的转矩脉动。通过分析非理想反电动势对换向转矩脉动的影响,提出了一种基于霍尔开关信号的低扭矩脉动混合矢量驱动控制策略。实验结果表明,混合矢量驱动下的BLDCM以方波大转矩顺利起动,再平滑切换至正弦波矢量运行,转矩脉动大大降低,弥补了以往BLDCM在电动汽车坡起及转矩噪声等方面的不足。     

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。     

无刷直流电动机定子绕组的星形和三角形联接

方波驱动无刷直流电动机 (BL DCM)曾被认为应设计成梯形波的 EMF,因存在显著的 3次谐波而不宜采用△形绕组联接。在绝大部分研究 BL DCM的文献中都是把定子绕组按 Y形联接来分析讨论。因此可能会误认为BL DCM定子三相绕组必定是 Y形联接。文中用实例说明小容量方波驱动 BL DCM的三相定子绕组一样可以采用△联接 ,设计良好的小容量 BL DCM的 EMF波形相当接近正弦波。不限定绕组的联接方式 ,增加了绕组设计和线规选择的灵活性 ,还可以利用 Y形和△形转换获得双电压等级或双额定转速的 BL DCM。     

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。     

高速BLDCM无位置传感器滑模观测器控制

研究了基于滑模观测器来实现无刷直流电动机的无位置传感器控制的理论方法,由滑模观测器观测电机的反电动势信息,然后估算出电机的转速以及换相信号,由转速估算值和测得的母线电流控制Buck电路占空比构成双闭环调节。同时通过趋近律和低通滤波器削弱了滑模抖振对系统的影响。最后利用MATLAB/Simulink对该控制方法进行仿真研究,仿真结果表明该系统设计合理,并具有一定的鲁棒性。     

直流无刷电机系统基于三次谐波的检测转子位置的研究

本文针对传统的三次谐波法检测直流无刷电机系统存在的一些问题,提出了一些使设计更为简单,使检测可靠性和准确度更高的措施.实际试验表明,这种方法能够准确而快速地估计转子位置,动静态特性良好,整个系统结构紧凑,可靠性高.     

无刷直流电动机的方波与正弦波驱动

采用电子换向取代机械换向的BLDCM，绕组电流除了与传统的DCM一样接近方波以处，还可以是正弦波，都是有DCM的特性，都属于BLDCM。二种驱动方式的机械特性和转矩特性相接近，但运行平衡性、调速范围和噪声等则很不一样。正弦波驱动要好得多。目前正弦波驱动BLDCM多用于要求高的伺服系统，价格甚高，这不会影响正弦波驱动应是BLDCM的重要发展方向。     

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。     

关于直流电动机的电枢绕组及电枢电路(一)环流问题

新直流电动机(New DCM)与传统有刷直流电动机(DCM)有相同的电枢绕组,都是分成K个换向单元成封闭形(多边形)接法,与多相交流电动机采取封闭形(多边形)接法的电枢绕组有类似之处但有区别,NewDCM不是一台多相交流电动机,也不是一台多相无刷直流电动机。与典型多边形接法的多相交流电枢绕组闭合回路可能有环流的情况不同,New DCM或DCM为封闭形接法的电枢绕组,闭合回路内不存在环流,不可能产生环流。