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。     

基于换相重叠角实时变化的SRM转矩脉动抑制控制策略

开关磁阻电机因其特殊的双凸极结构及严重的非线性问题，会导致有很大的转矩脉动存在，严重限制了其应用范围。传统的转矩分配函数受转矩特性和电压限制等影响，在换相期间仍然存在较大的转矩脉动，并且在不同的速度段，受电流变化率及换相周期的影响，在换相重叠角固定时，其转矩脉动现象会更加明显。本文提出一种换相重叠角随转速实时变化的控制策略，通过检测电机运行过程中实际转矩过零点所对应的角度，计算出相对应的换相重叠角，并建立转矩负载-电机转速-换相重叠角之间的查值表，据此可以在不同负载下随着电机转速变化查询最合适的换相重叠角，使开关磁阻电机的转矩脉动最小。最后为了验证该策略的有效性与可行性，以一台3 kW、3相12/8极开关磁阻电机为控制对象进行仿真与实验验证，证明所提方法能够在较宽的速度范围内有效抑制开关磁阻电机的转矩脉动。     

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.     

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。     

基于有限状态模型预测控制的无刷直流电机转矩脉动抑制方法

为抑制无刷直流电机换相过程中产生的转矩脉动,提出一种有限状态模型预测控制的换相转矩脉动抑制策略。根据电机数学模型,从电流角度分析换相转矩脉动产生的原因。建立无刷直流电机非换相相电流预测模型,分析换相阶段电机在低速与高速下不同开关状态的非换相相电流变化,通过反馈校正和价值函数选择适当的开关状态,使非换相相电流保持恒定,达到抑制换相转矩脉动的目的。该方法在全转速范围内均可有效抑制换相转矩脉动,并通过选取有限状态降低预测控制的计算量。仿真和实验结果表明:与传统双闭环PI控制方法相比,采用有限状态模型预测控制可以有效抑制无刷直流电机换相转矩脉动。     

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。     

考虑换相时无刷直流电机脉宽调制方法研究

对于转子永磁磁场为梯形波分布的三相BLDCM,首先分析了采用两两通电方式时电机电流及换相转矩波动的变化特点,然后从理论上给出了低速时基于H_pwm-L_on方式的一种改进的换相转矩脉动补偿方法;重点结合高速多极BLDCM的特点,在此基础上提出了改进的电压滞环PWM方法,以此来尽可能保持换相期间关断相与接入相的电流平衡,维持电机电磁功率的恒定,从而减小换相过程对转矩脉动和系统转速跟踪性能的影响.仿真和实验结果表明:采用基于H_pwm-L_on方式的补偿方法,其补偿作用有限,且续流时间难以准确计算,工程实现较为困难;采用这种改进的电压滞环PWM方法,电机电流和电磁功率在换相期间的波动小,在工程实用和有效抑制换相转矩波动方面有较大的优势,比较适合高速多极BLDCM控制系统.     

基于电压矢量注入的无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法

为解决无刷直流电机换相期间的转矩脉动问题,在两相静止坐标系中对换相过程分析的基础上,提出一种在续流阶段注入特定电压矢量的转矩脉动抑制方法。首先,虚拟地分割电机相电压为两部分,并重构其作用范围:一部分仍然施加在绕组两端,进而产生假想的等效电流;另一部分则是用来"改变"反电势,即人为将其补偿为恰好使转矩不变的值。其次,利用特定电压矢量对转矩的不同影响,构建带有负反馈环节的注入矢量幅值调整策略,以保证较强的稳定性。该算法简化了分析过程,同时避免了复杂的占空比计算。仿真结果说明了理论分析的正确性;通过实验分别在高速与低速工况下验证了该方法对换相转矩脉动的抑制效果。     

无刷直流电动机低转矩脉动超前换相控制方法

该文给出一种优化的无刷直流电动机变母线电压六拍控制方法。既解决了传统六拍控制策略中由于绕组电感所造成的电流滞后问题,又改善了由于换相所造成的电流脉动问题。该方法是通过在每两拍之间插入一小段缓冲区来实现的,该缓冲区使下一拍将要切入的电流提前切入,同时使当前拍将要切出的电流延迟切出。通过确定缓冲区的起始位置,即超前换相角的大小,保证每一拍所对应的相电流的中心和反电动势的中心重合。通过选取缓冲区开关器件PWM调制的占空比,降低电机运行过程中的换相转矩脉动。该文方法只需根据负载大小选取超前换相角,一旦选定适用于所有转速。文中给出了该方法的理论推导过程和实验验证波形,从实验结果可以发现,电流滞后被消除,换相电流脉动显著减小,电机的利用率得到提高。     

抑制无刷直流电机电感效应的换相控制策略

由于电感的存在,电感值较大的高速无刷直流电机换相时电流相位相对反电动势相位滞后明显,电流轴线偏离反电动势轴线严重。为改善此类电机的轴线偏移现象,文章提出一种改进的超前换相控制策略,通过保证两个轴线相互重合来提高电机的输出效率。该策略是在基于换相时间计算的基础上进行提前换相,并在换相过程中对三相电流同时进行PWM调制实现的。该策略没有将电机各参数做近似处理,对不同电阻、电感量级的电机均适用;采用使换相时间最小化的特定占空比,可实现电机效率的最大化。通过有限元仿真得到了在不同负载下应用本策略时的电流、转速和转矩波形图,将其与传统的换相方式作对比,比较二者的差异。仿真结果表明文章提出的换相控制策略在抑制轴线偏离方面效果明显,电机效率得到有效的提高。     

无刷直流电机换相转矩脉动抑制新策略

无刷直流电机(BLDCM)应用范围广,易于控制,但缺点是转矩脉动较大.通过分析HPWM-LON调制方法对无刷直流电机换相期间电磁转矩的影响,提出一种改进的HON-LON和HPWM-LON相结合的脉宽调制方法.首先,根据三相电流方程得出换相时的电机电磁转矩;其次,比较换相时电磁转矩和稳态时电机电磁转矩的差别,得到换相电磁转矩脉动;最终,通过控制换相时导通相全通的时间,使电机电磁转矩脉动最小.实验证明,提出的改进脉宽调制方法能有效地抑制转矩脉动,提高系统性能.     

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。     

非换相期间无刷直流电机转矩脉动分析与抑制

无刷直流电机的转矩脉动是影响其性能的重要因素。该文针对非换相期间的转矩脉动进行了分析,重点研究了PWM_ON调制方式时的转矩脉动。PWM信号为"OFF"时续流引起的转矩脉动占主要部分,非导通相续流在一定程度上可以补偿PWM关断时造成的转矩脉动。同时,提出使用滞环电流控制方法,采用该方法可以抑制非换相期间转矩脉动。通过仿真分析和实验验证了该方法和传统方法的差异,证明了该方法在非换相期间抑制转矩脉动的有效性。     

一种基于辅助升压前端的无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法研究

无刷直流电机在换相过程中存在转矩脉动,严重制约了其在高性能领域的应用。该文提出一种基于辅助升压前端的无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法,升压前端主要由反激变压器、电容和转换电路组成。在电机非换相期间,电源通过变压器将电容充电至期望电压值。电机换相开始时,转换电路将充电电容串联入直流母线提高母线电压,通过斩波调制逆变器使电机输入电压与反电动势满足4倍幅值的关系,从而抑制换相转矩脉动。在每个开关周期,变压器将存储的能量回馈至电源,提高了能量的利用率。除此之外,该方法还可以减少换相时间。最后,通过实验验证了所提方法的正确性与有效性。     

一种新型无刷直流电机换相控制方法的研究

由于无刷直流电机存在转矩脉动,从而会导致电机运行的不稳定.首先分析了无刷直流电机的换相转矩脉动产生原理,然后对电机的停机过程进行了分析,提出当停机过程中存在换相时,由于转矩脉动的产生会对电机的停机精度产生影响.针对这个问题,分别采用传统的重叠换相和提出的动态换相技术进行研究.通过详细的理论分析和实验结果验证,发现当在停机过程中采用动态换相技术时,即使发生换相过程也能保持直流母线电流的平滑性,达到抑制转矩脉动,保证停机精度的效果.     

无刷直流电机换相电流脉动控制策略研究

传统的无刷直流电机双闭环系统发生换相时,开通相和关断相的电流变化率不一致,会导致非换相电流脉动,从而引起电磁转矩波动。为改善换相期间出现的电流脉动现象,提出了采用重叠换相法结合换相区非换相相恒导通,开通相和关断相分别进行PWM调制的三相电流控制策略。通过数学模型推导出了换相区各占空比和换相时间的计算方法,并通过实验验证了所提方法的正确性和有效性。     

反作用飞轮电机换相转矩脉动分析

为了提高反作用飞轮制动时的输出力矩精度,针对反作用飞轮电机运行时的拓扑结构,建立了飞轮电机换相时的数学模型,分析了电动运行状态下电流下降相通过开关管并联电容续流的换相过程以及电容值的大小对换相转矩脉动的影响,并首次分析了反作用飞轮电机能耗制动和反接制动时产生换相转矩脉动的物理过程,确定了制动时产生换相转矩脉动的主要影响因素和转矩脉动最小化条件,为研究减小换相转矩脉动的措施和提高反作用飞轮电机控制精度提供了理论依据。     

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。     

新型无刷直流电机换相转矩脉动的抑制控制方法

文中分析了永磁无刷直流电机的换相原理，以换相电流为研究对象，在研究了电机运行于高速区和低速区时换相电流预测控制规则基础上，提出了一种抑制换相转矩脉动的方法。该方法结合了换相电流预测控制和直流母线负电流消除特性。在换相期间通过检测直流母线上的电流，采用换相电流预测，确保在换相期间关断相的电流下降率和开通相的电流上升率相等，从而保证了换相期间非换相相电流的恒定，并同时结合直流母线上负电流消除措施，有效地减小了换相电流的脉动，达到抑制换相转矩脉动的目的。通过仿真和实验验证了所述方法的正确性。     

永磁无刷电机换相转矩脉动抑制算法设计

永磁无刷电机具有结构简单、效率高、转矩大等优点,然而转矩脉动特别是换相转矩脉动问题,制约了其在高性能设备上的应用。针对无刷电机换相转矩脉动问题,从电机数学模型出发,分析了换相转矩脉动产生机理,提出一种改进型12步换相算法,通过柔性换相过程来抑制无刷电机换相转矩脉动。经验证,该控制策略可以有效增加转动力矩、降低转矩脉动,且算法简捷、复杂度低,便于工程技术实现。