无刷直流电动机PWM斩波方式分析

从直流母线回馈电流、换相转矩脉动、逆变器功率损耗、逆变器输出电压极性四个方面,分析了不同脉冲宽度调制(PWM)技术对无刷直流电动机(BLDCM)系统性能的不同影响.并根据分析结果,对各种斩波方式的优缺点进行了评估,旨在为BLDCM控制系统PWM斩波方式的选取提供参考.     

基于电流预测控制的无刷直流电动机换相转矩脉动抑制

为解决无刷直流电动机(brushless DC motor,BLDCM)换相转矩脉动的问题,提出基于电流预测控制的换相转矩脉动抑制方法。首先分析换相转矩脉动产生的原理;然后采用电流预测控制同PWM_ON导通方式相结合的控制策略,在换相期间对开通相和关断相同时进行PWM调制,控制开通相的电流上升斜率和关断相的电流下降斜率相等,保证非换相的相电流保持恒定,从而减小换相转矩脉动;最后搭建了实验平台。实验表明,所提出的算法可在全速度范围内明显减小换相转矩脉动,验证了所采取策略的有效性。     

基于Buck变换器的无刷直流电机转矩控制仿真

无刷直流电动机（BLDCM）存在转矩脉动的突出缺点，提出了一种基于直流环节电压控制和模糊PID控制器的新型混合控制策略，以抑制无刷直流电机的转矩脉。电路拓扑包含功率因数校正降压转换器和逆变器。降压转换器通过控制直流电路电压来降低换向转矩脉动，使用模糊PID控制器和脉冲宽度调制（PWM）技术的逆变器在导通区域提供适当的电流。 Buck变换器降低了通过控制直流环节电压换向转矩脉动，逆变器使用模糊PID和PWM技术提供导通区域的电流。该方法能够消除传导区转矩脉动,削弱换相区转矩脉动，仿真结果表明，该策略具有功率因数校正功能，可有效抑制转矩脉动，提升电机运行的鲁棒性。     

无刷直流电动机换相转矩脉动抑制新策略

提出了一种新的PWM技术,有效地抑制了三相无刷直流电动机换相转矩脉动.为了消除非导通相的续流影响,提高抑制转矩脉动的效果,采用PWM_ON_PWM调制方法,抑制转矩脉动的同时也可抑制非换相期间转矩脉动.通过实时计算占空比对换相期间进行PWM控制,使开通和关断相电流的变化速率相等,从而抑制换相转矩脉动.仿真结果验证了该方法的有效性.     

五种PWM方式对直流无刷电机系统换相转矩脉动的影响

针对永磁直流无刷电机(brushless DC motor,BLDCM)转矩脉动问题,基于两相导通星形三相六状态工作方式的永磁直流无刷电机数学模型,提出了5种不同的常用PWM调制方式。详细分析了这5种PWM调制方式对电机换相转矩脉动的不同影响并相互比较。根据公式推导得出采用PWM-ON调制方式可使直流无刷电机具有较小的转矩脉动。以TMS320F1812 DSP为控制核心,以180 W小型永磁直流无刷电机为控制对象进行了实验研究。利用DSP分别产生5种PWM调制方式波形并配合模糊PI控制器对电机进行控制。测得了相应的5种PWM调制方式下的相电流波形图。实验结果表明采用PWM-ON调制方式较理想,能够有效地抑制电机的换相转矩脉动。实验结果证明了理论分析的正确性。     

无刷直流电动机转矩脉动抑制

通过对无刷直流电动机(brushless DC motor,BLDCM)典型PWM调制控制方式的分析,对新型的PWM开关模式进行了研究,证实了它能消除非换相区的非导通相绕组的二极管续流,进而大大降低非换相区转矩脉动.在该电机系统的换相区转矩脉动抑制方面,通过对换相区开与关不同相的上升与下降电流的分析,并基于功率变换器直流侧供电电压与电机反电动势的固定关系能消除换相区转矩脉动的机理,提出了在功率变换器主电路的直流侧增加ZETA变换器,当进入换相区时由可控的ZETA变换器向功率变换器供电,供电电压保持4倍于电机反电动势.通过实验证实了系统的非换相区和换相区转矩脉动抑制效果.     

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.     

无刷直流电机换相转矩脉动减小及动态仿真

针对无刷直流电动机转矩脉动大的问题,提出了采用不同的PWM调制方式以及不同的重叠换相角减小换相电流所引起的转矩脉动,并运用Matlab/simulink软件对相应控制策略下的无刷直流电机进行了仿真。结果表明,增加PWM调制频率,选择合适的占空比和重叠换相角时可以使无刷直流电动机的换相转矩脉动减小。     

永磁无刷直流电动机非换相区间转矩特性研究

分析了5种PWM调制方式对永磁无刷直流电动机(BLDCM)非导通相电流和非换相期间转矩脉动的影响.理论推导得到:单斩上桥调制关断时,截止相在其反电动势小于零的30°区间产生续流;单斩下桥调制关断时,截止相在其反电动势大于零的30°区间产生续流;双斩调制时,截止相不会续流.非换相期间,电磁转矩脉动主要来源于PWM调制关断时的续流,单斩调制两相续流转矩脉动小于三相续流转矩脉动,单斩调制转矩脉动小于双斩调制转矩脉动.通过仿真实验,验证了理论分析结果的正确性.     

单斩调制方式对无刷直流电动机换向转矩脉动的影响

针对无刷直流电动机的四种单斩PWM调制方式，建立换向过程中电机相电流及电磁转矩的数学模型，研究换向转矩脉动与PWM调制方式的关系。依据无刷直流电动机换向过程的理论分析结果建立仿真模型，比较四种单斩PWM调制方式对换向转矩脉动的不同影响，提出了在换相时加补偿电流可有效抑制换向转矩脉动的实现方法。仿真结果表明采用pwm_on调制方式同时进行PWM脉宽补偿可显著减小换向转矩脉动。     

一种消除无刷直流电动机换相转矩脉动的PWM调制策略

无刷直流电动机由于本体设计和特有的控制策略存在较严重的转矩脉动问题。为了解决这一问题,提出一种简单的消除换相转矩脉动的换相区PWM调制策略。在换相时,通过三相配合调制,将换相过程中的每个PWM周期分成包含5个中心对称区间的3个功能区。通过计算给三相中的每一相分配不同的调制占空比,使关断相电流的下降速度和导通相电流的上升速度在每个PWM周期内保持相等。所提方法不仅可以消除转矩脉动,还可以通过不同的功能区比例组合来调节换相持续时间。给出所提方法的推导过程,并通过实验验证了所提方法的正确性和可行性。     

无刷直流电机PWM调制方式与转矩脉动关系研究

针对无刷直流电机的双斩和四种单斩PWM调制方式，分析调制方式对电机稳态转矩脉动的影响．建立稳态及换向过程中电机相电流及电磁转矩的数学模型。基于Matlab无刷直流电机的仿真模型，研究换向转矩脉动与各种单斩PWM调制方式的关系。     

一种基于电流反馈的分段式PWM控制无刷直流电机转矩波动抑制方法

无刷直流电机伺服系统具有广泛的应用场合,但转矩波动限制了其在高精度场合的应用。针对非理想反电动势引起的无刷直流电机转矩波动提出了一种基于电流反馈的分段式PWM控制方法。该方法通过线反电动势观测器获得产生目标转矩值的参考电流,以实现对电机转矩的直接控制。同时,针对电机高速与低速运行状态分别采用不同的PWM控制策略来有效消除换相转矩波动,系统具有低转矩波动和高转矩输出的特点。通过在Matlab/Simulink环境下建立系统仿真模型,对该控制方法的转矩直接控制能力进行检验,并对转矩波动进行了对比;搭建实验平台对具有非理想反电动势的无刷直流电机进行了驱动实验。仿真和实验结果表明,该文所提出的控制方法能有效减小转矩波动,提高无刷直流电机伺服系统输出转矩的稳定性和位置控制精确度。     

无刷直流电机换向转矩脉动分析与抑制

针对无刷直流电机的单斩PWM的4种调制方式，建立了换向过程中电机相电流及电磁转矩的数学模型，研究了换向转矩脉动与PWM调制方式的关系。基于Matlab的仿真模型，分析并比较各种调制方式对换向转矩脉动的不同影响，提出了在换相时加补偿电流可有效抑制换向转矩脉动的实现方法，指出pwm_on单斩调制方式下电机具有较小的换向转矩脉动，电流补偿可使转矩脉动的幅值减小57．1％。     

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.     

不同PWM调制方式下无刷直流电机电磁转矩的计算

分析了无刷直流电机两两导通控制下的不同PWM调制方式,推导出不同PWM调制方式下电机稳态运行时相电流和电磁转矩的计算公式,并得出在单管PWM调制方式下有效转矩比双管PWM调制方式下大的结论,这对于PWM调制方式应用于不同场合和进一步研究转矩脉动的抑制提供了理论依据。实验结果证实了所提出的理论的正确性。     

考虑定子电阻的无刷电机换相转矩脉动抑制

针对汽车电动助力转向系统用无刷直流电机的换相转矩脉动问题进行了理论分析.鉴于系统供电电压低,工作电流大的特点,研究了相电阻对换相转矩脉动的影响,得到较传统方法更为精确的判断公式,用于确定换相时的补偿相.弥补了在临界点附近,传统控制策略误补偿的缺点.为提高转矩脉动抑制的精确度,考虑相电阻的同时采用分段线性化方法来估算换相电流的斜率,得到补偿相的占空比对其进行PWM控制,使开通和关断相电流的变化速率相等,从而抑制换相转矩脉动,仿真和实验结果都验证了该方法的有效性.