基于无模型预测控制的无刷直流电机换相转矩波动抑制策略

无刷直流电机工作时产生的换相转矩波动严重影响着其在高精度伺服系统中的应用。本文将无模型控制中的泛模型思想与预测控制相结合,提出一种无模型预测控制方法来抑制无刷直流电机换相时的转矩波动。通过推导无刷直流电机控制系统的泛模型的表达式,将泛模型作为预测模型,通过价值函数选择最优的开关状态,保持非换相相电流值恒定。实验结果证明,该方法能有效抑制电机在额定转速以下的高、低速情况下的换相转矩波动,控制过程中不需要精确的电机参数,算法简单,易于实现。     

基于模型预测的无刷直流电机转矩脉动抑制

永磁无刷直流电机转矩脉动问题限制了其在高性能设备上的应用。针对无刷直流电机普遍存在的换相转矩脉动问题,根据电机数学模型,从持续导通相电流模型是否发生突变的角度分析了换相转矩脉动产生的原因。通过理论分析,论证了在换相阶段读取霍尔信号以切换控制模型从而实现变模型的预测控制的可行性以及该方案对转矩脉动抑制的有效性。在Matlab中搭建仿真模型对该方案进行了验证。     

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。     

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。     

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。     

一种使用重叠换相法的无刷直流电机平均转矩控制

提出一种使用重叠换相的平均转矩控制,这种方法可以同时抑制无刷直流电机由反电势畸变和换相引起的转矩脉动。平均转矩控制将每个开关周期内的平均转矩作为控制变量,在每个开关周期内使其等于给定量,因此可以抑制由反电势畸变引起的转矩脉动。而对于换相转矩脉动,该方法结合重叠换相法,对高速时的转矩跌落进行补偿,其中重叠角度通过检测关断相电流的过零点来实现。文中提出的控制方法能够适用不同反电势的无刷直流电机,具有通用性强,控制简单的特点。仿真和实验都验证了这种方法可以有效抑制无刷直流电机由反电势畸变和换相引起的转矩脉动。     

抑制无刷直流电机换相转矩脉动的新型电流控制

针对无刷直流电机换相转矩脉动问题,提出一种考虑电枢电阻的换相时刻三相电流配合调制控制方法。该方法在电机全速段换相时刻采用"导通相全开、关断相脉宽调制、非换相相保持"的三相电流控制策略;通过建立换相时刻相电流数学模型,对换相时刻每一相电流变化过程进行理论分析,确定关断相占空比与电机运行参数关系,使导通相和关断相变化速率一致,保证非换相相电流无脉动。该方法在有效抑制换相电流脉动基础上实现了高速区和低速区统一控制,避免了分区不清问题。实验结果表明:与传统换相脉动控制方法相比换相电流有明显抑制效果,全速段电机转矩脉动系数在0.1左右。     

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。     

无刷直流电机抑制转矩脉动的方法研究

由于无刷直流电机绕组存在电感,换相时电流无法突变,导致非换相电流存在波动,从而产生换相转矩脉动。提出一种新的电压补偿电路,由4个电力开关管,1个电力二极管,1个电容器组成。通过控制电力开关管导通和关断,在非换相期间,直流电压源对电容充电;在换相期间,直流电压源与电容串联,满足驱动电压等于4倍反电动势幅值,使得关断相电流下降速率与导通相电流上升速率一致,非换相电流波动降低,从而有效抑制换相转矩脉动。通过仿真验证了电压补偿电路能有效地抑制换相转矩脉动。     

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。     

一种永磁无刷直流电动舵机四象限控制

分析了无刷直流电机(BLDCM)相电流和转矩的关系,得到了控制相电流就可以控制转矩的结论。在此基础上,提出了一种新型的无刷直流电动舵机四象限控制方法,该方法根据不同的转子位置计算反馈电流,并将反馈电流与给定电流滞环比较得到正/反转信号,通过该信号调节相电流以达到控制转矩的目的。本文还分析了BLDCM的换相转矩脉动,得到电机低速运行时,令2α=αt就可以保持非换相电流不变、消除换相转矩脉动的结论;在此基础上,指出了该四象限控制方法通过对相电流的控制能够减小电机低速换相转矩脉动。仿真和实验验证了该四象限方法能够实时、有效地控制相电流,减小电机低速运行时非换相电流的脉动,同时也能够满足系统的动态性能指标。     

基于准Y源网络的BLDCM换相转矩脉动抑制策略

针对无刷直流电机工作时换相转矩脉动较大的现象,研究一种基于准Y源网络的控制策略。将准Y源网络接在逆变桥输入端,换相期间由准Y源网络升压后的输出电压作为母线电压驱动无刷直流电机,保证恒导通相相电流幅值的稳定,有效降低换相转矩脉动。通过对换相转矩脉动产生原理的分析,介绍一种通过功率变换模块调节的控制系统。仿真结果表明,该方法将换相转矩脉动降低到平均转矩的3.5%,有效降低了无刷直流电机的换相转矩脉动,同时提高了电机输出的平均转矩。     

PWM调制下无刷直流电机的转矩脉动抑制

分析无刷直流电机在PWM调制下稳态时的换相过程,通过在换相期间的PWM调制来实现高、低速条件下的换相转矩脉动补偿控制,确定了保持换相期间非换相相电流幅值不变的换相时间.分析PWM调制方式对三相六状态二二导通无刷直流电机控制系统的影响,提出了在PWM-ON-PWM调制方式下的换相转矩脉动补偿控制,不但能够完全消除非换相期...     

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.     

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.     

一种新的无刷直流电机的转矩脉动抑制控制策略

首先对永磁无刷直流电机转矩脉动的产生机理进行了分析.然后通过对电机运行状态的理论分析和建模,得出了换相转矩脉动的大小,并对电机在不同速度区间提出了不同抑制换相转矩脉动的方法,最后通过仿真对这种方法进行了验证.     

基于Buck变换器的无刷直流电机转矩脉动抑制

无刷直流电机在换相区和传导区均会存在转矩波动大、输出转速稳定性差的问题,严重影响了其工程应用效果。通过对电机转矩脉动的理论分析和Buck变换器的工作原理分析,提出一种基于Buck变换器的无刷直流电机四闭环控制方法。该方法在三相桥前级增加Buck变换器的基础上,对电机转速、相电流、Buck变换器输出电压和电感电流进行闭环控制。该方法能够消除传导区转矩脉动,削弱换相区转矩脉动。在Matlab/Simulink仿真环境中建立基于Buck变换器的无刷直流电机闭环控制系统模型,并分别对无Buck变换器控制方法和基于Buck变换器的四闭环控制方法进行仿真。结果表明,基于Buck变换器的四闭环控制方法能完全消除无刷直流电机传导区转矩脉动,换相区转矩脉动减小75%。     

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。     

重叠换相技术在四相无刷直流电动机中的应用研究

本文建立了四相无刷直流电动机的数学模型,分析此类电机转矩脉动的形成原因,采用重叠换相的控制方法来抑制转矩脉动,最后在Matlab/Simulink软件下搭建模型,对该方法的应用进行了系统仿真,仿真结果表明该方法在四相无刷直流电机中取得了很好的效果,通过调整重叠换相角能够有效的抑制转矩脉动。     

无刷直流电动机换相转矩脉动控制

针对应用于轻型电动轮的无刷直流电动机的低转矩脉动的要求,提出了一种低成本、高可靠、简单易实现的换相转矩脉动控制方法.该方法依照不同电机转速控制换相过程PWM占空比,进而控制关断相电流和开通相电流在换相过程中的变化率,保持非换相相电流在换相过程中基本恒定,通过减小无刷直流电动机换相电流脉动来减小或消除换相转矩脉动.理论分析和实验验证了该方法的可行性,并已广泛应用于轻型电动车辆领域.