无刷直流电机控制系统中PWM调制方式对换相转矩脉动的影响
pwm 的调制频率
pwm 的调制频率【原创实用版】目录1.PWM 的调制频率概述2.PWM 调制频率的计算方法3.PWM 调制频率对电机控制的影响4.PWM 调制频率在实际应用中的优化正文一、PWM 的调制频率概述脉宽调制（PWM，Pulse Width Modulation）是一种在数字信号处理领域广泛应用的技术，主要通过改变脉冲的宽度来实现对模拟信号的控制。
在 PWM 技术中，调制频率是一个关键参数，它直接影响到控制效果的优劣。
本文将详细介绍 PWM 的调制频率，包括其计算方法、对电机控制的影响以及在实际应用中的优化。
二、PWM 调制频率的计算方法PWM 调制频率的计算方法通常基于电机的额定频率和控制精度。
其中，电机的额定频率决定了 PWM 信号的最大频率，而控制精度则决定了 PWM 信号的细分程度。
在实际计算中，可以采用以下公式来确定 PWM 调制频率：f_pwm = f_motor / n其中，f_pwm 表示 PWM 调制频率，f_motor 表示电机的额定频率，n 表示 PWM 信号的细分程度。
通过调整 n 的值，可以实现对 PWM 调制频率的控制，从而满足不同应用场景的需求。
三、PWM 调制频率对电机控制的影响PWM 调制频率对电机控制性能具有重要影响。
首先，PWM 调制频率直接影响到电机的转速。
当 PWM 调制频率较低时，电机的转速也会相应降低；反之，当 PWM 调制频率较高时，电机的转速则会提高。
其次，PWM 调制频率还会影响到电机的转矩。
在一定范围内，提高 PWM 调制频率可以增加电机的转矩，从而实现更精确的控制。
然而，过高的 PWM 调制频率可能导致电机过热、寿命缩短等问题。
四、PWM 调制频率在实际应用中的优化在实际应用中，为了提高 PWM 调制频率的控制效果，可以从以下几个方面进行优化：1.选择合适的 PWM 信号细分程度 n。
在保证控制精度的前提下，尽量选择较低的 n 值，以降低 PWM 调制频率，减轻电机的负担。
三相直流电机 pwm驱动原理
三相直流电机 pwm驱动原理三相直流电机（BLDC）是一种无刷电机，它采用三相交流电源和电子换向器来提供电机转子的转子，以实现高效率和高控制性能。
其中，PWM（Pulse Width Modulation）驱动是一种常见的驱动方式，它通过调整电机供电的脉冲宽度及频率来实现对电机速度和转矩的精确控制。
BLDC电机的架构包括定子和转子。
定子是由三个线圈组成的，每个线圈与电源相连，形成一个三相交流电源。
转子则是由永磁体组成的，它被安装在电机轴上，并通过电机驱动器进行驱动。
电机驱动器通过检测转子位置并适时地触发相应的线圈，以产生恰当的磁场来推动转子的运动。
PWM驱动是通过调整电机供电的脉冲宽度及频率来控制电机转速和转矩的方法。
具体实现上，PWM驱动使用电子开关（如晶体管或MOSFET）来控制电机驱动器的输入电流和电压。
通过调整电子开关的开关周期和占空比，可以改变电机驱动器输入电流的平均值，从而控制电机的运行状态。
在PWM驱动中，电子开关以固定的频率切换开关状态，通过开关控制电流向电机驱动器的输送和截断。
开关周期就是每个切换周期的时间。
占空比则是脉冲开启时间与开关周期之比。
占空比越大，表示开启时间越长，电流平均值越大；反之，占空比越小，电流平均值越小。
对于三相直流电机，每个线圈的电流都是通过PWM驱动进行控制的。
换向控制是通过在三个线圈之间循环切换来实现的。
即在每个PWM 周期内，电机驱动器按顺时针或逆时针的方式依次激活线圈。
在每个激活线圈的时间段内，电流被加载到该线圈上，形成一个可变磁场，推动转子运动。
在PWM驱动中，控制电机的转速和转矩的关键是调整占空比。
通过增加或减小占空比，可以改变电机驱动器输入电流的平均值，从而控制电机的输出功率。
此外，调整PWM的频率也可以影响电机的性能。
通常情况下，增加PWM频率能够减小电机的转矩波动和噪声，提高系统的响应速度和效率。
总结起来，PWM驱动是一种通过调整电机供电的脉冲宽度及频率来精确控制电机转速和转矩的方法。
无刷直流电机与永磁同步电机的运行控制比较
8
无刷直流电机的数学模型
电压方程：
u A NR00 iA L M 0 0iA eA u ON u B N 0R0 iB p 0 L M 0 iB eB u O N u C N 00R iC 0 0 L M iC e C u O N
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恒转矩 轨迹
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m2 4 Ld Lq
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b
p
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(C m m 2 8L d L q2 il2i) m
27
永磁同步电机的基本控制方法
3、恒功率弱磁控制：
T3
T3
t T3
t T3
t
t
T6
T6
t T6
t T6
t
t
T5
T5
t T5
t T5
t
t
T2
T2
t T2
t T2
t
t
0 60 120 1800 2406 030102 03 6108 04 22040 300 03 60604201 20 1800 2406 030102 03 6108 04 22040 300 360 420
iq
ulim 2 Ld id 2
Lq
id
m
Ld
id
iq
电流极限圆
最大功率
输出轨迹
A1
1 2 3
A2 O
id
电压极限椭圆
idm m 4 2 8 1 L d 12ulim 2
29
永磁同步电机矢量控制系统
经典永磁电机矢量控制系统（SPM电机）
直流无刷电机PWM驱动芯片设计
为了整体的安全性和功能完善性。加入了超前角的调节，死区时间和一些保护电路。 本文定量分析了各模块的实现原理和电路形式，采用１０Ｖ ０．３５Ｉ．ｔｍＢＣＤ工艺实现电 路，并使用Ｃａｄｅｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｅ工具完成的电路功能的仿真和验证。
关键词：电机驱动芯片；直流无刷电动机；开关损耗最小ＰＷＭ；正弦波调制
调制波的波形由三要素确定，幅度，相位和频率。本文先理论分析了调制波的函数 表达式，接着研究了三要素量在电路上的信号体现方式，最后结合三要素的信号表达 采用电阻网络拟合出调制波。调制波在与芯片内部生成的三角载波进行比较，比较后 的脉冲波作用到三相全桥逆变器电路，从而实现了对电机转速，转向的控制。
另外，这种调制方法在电机起动，改变转向时不起作用，所以又采用了方波ＰＷＭ 调制作为补偿调制方式，方波ＰＷＭ采用两两通电方式。
方面伺服电动机占优，但在电机效率，速度，稳定性，最高转速方面两者相差不大。
最主要的是无刷电动机价格优势很大，要便宜１／３。 表１－１无刷直流电动机与异步电动机主要特性比较【２】
无刷直流电动机
异步电动机
转速范围Ｊｒ／ｍｉｎｉ 转速比
８０．４０００ １：５０
２００．２４００ １：２０
最大输入电流（惯性负载）
西南交通大学 硕士学位论文 直流无刷电机PWM驱动芯片设计 姓名：曾泫鸿 申请学位级别：硕士 专业：计算机系统结构 指导教师：靳桅
201205
西南交通大学硕士研究生学位论文
第１页
Hale Waihona Puke 摘要随着节能减排的严峻，无刷直流电动机以其高的电机效率，宽调速比，可靠的运 行，得以广泛的应用。现在市面上流行的主要是带霍尔位置传感器的电机。这种传感 器价格低廉但位置定位不是很精准。为了提高这类电机的控制能力，本设计采用了开 关损耗最小ＰＷＭ调制。相对常见的方波ＰＷＭ调制，显著降低了绕组电流的谐波分量， 提高了运行的稳定性。另外相对于一般的正弦波调制（ＳＰＷＭ），开关损耗减少了１／３， 线电压输出能力提高了２／ｘ／３倍。
无刷直流电机pwm调速原理
无刷直流电机pwm调速原理
无刷直流电机（BLDC）是一种电动机，其转子上没有传统的电刷。
相比传统的有刷直流电机，BLDC电机拥有更高的效率和可靠性。
为了实现BLDC电机的调速，通常使用PWM（脉宽调制）技术。
PWM调速原理如下：在电机电源上加上一个有特定占空比的方波信号，即PWM信号。
PWM信号的占空比决定了电机的平均电压，从而决定了电机的转速。
当PWM信号的占空比增加时，电机的平均电压也会增加，电机的转速也会随之增加。
反之，当PWM信号的占空比减小时，电机的平均电压也会减小，电机的转速也会减小。
BLDC电机的控制主要包括两个方面：判断当前转子位置和根据位置控制电机。
判断转子位置通常采用霍尔传感器或反电动势感应法。
在控制电机时，可以采用开环控制或闭环控制。
开环控制指直接根据PWM信号控制电机转速；闭环控制则需要通过传感器反馈来调整PWM信号的占空比，使电机达到预期转速。
PWM调速技术不仅可以用于BLDC电机，也可以用于其他类型的电机调速。
通过合理的PWM信号设置，可以实现电机的精确调速和控制。
- 1 -。
BLDCM换相转矩脉动的优化策略
BLDCM换相转矩脉动的优化策略王晓锋;林伟【摘要】First of all, this article creates the mathematical model of blushless DC Motor.Secondly, analyze the reduction theory of commutation torque ripple. Finally, put forward a strategy to reduce the commutation torque ripple from the low-speed level and high-speed level.This method guarantee equal between current decline rate of shutdown phase and current rising rate of opening phase during commutation, thus keep the current of un-commutation stable.Build a real brushless DC motor control platform for experimental verification,the proposed strategy of brushless DC motor commutation torque ripple is suppressed effectively.%首先建立了无刷直流电机(Brushless direct current motor, BLDCM)的数学模型，然后分析了换相转矩脉动的抑制原理，最后提出了低速阶段和高速阶段抑制换相转矩脉动的策略。
此方法保证在换相期间，关断相的电流下降率和开通相的电流上升率绝对值相等，继而保证在换相期间非换相相电流保持恒定。
搭建了实际直流无刷电机控制平台并进行实验验证，所提出的策略有效地抑制了直流无刷电机换相转矩脉动。
无刷直流电机pwm调速原理
无刷直流电机pwm调速原理：从实现到优化无刷直流电机（BLDC）已经成为现代工业中最受欢迎的驱动电机类型之一，其中最常见的控制方式之一是使用脉冲宽度调制（PWM）来实现电机转速控制。
本文将介绍BLDC PWM调速的原理，探讨其应用和优化方法。
1.BLDC PWM调速原理
BLDC电机通过能够确定电机行驶方向和旋转计数器的位置，由调速器交替地开启电机的三个相位，以控制BLDC转动速度。
使用PWM调速的方法是在电机引脚间交替应用高电平和地电平的脉冲，以实现BLDC的转速调整。
具体来说，PWM控制器会在转子旋转时通过电感检测组合三相MOSFET晶体管进行电流控制，来达到恒速的转速调整目的。
2.BLDC PWM调速应用
BLDC PWM调速广泛应用于电动工具、电动车、无人机、机器人等设备中。
在实际应用中，我们需要根据实际需求进行相应的电机转速匹配，以保证电机最大负载工作状态下的能效。
此外，为了避免电机由于承受过大负载而损坏，我们还需要通过PWM调速来限制电机最大负荷。
3.BLDC PWM调速优化
BLDC PWM调速优化方法包括提高PWM更新频率、增加开短路时间、使用低电流逆变器等。
提高PWM更新频率可以增加电机速度和位置反馈的精度，提高控制精度和稳定性；增加开短路时间可以防止电机发生过载时被动烧毁。
但是这也会增加功率损耗，因此需要根据实际需求进行权衡。
使用低电流逆变器会降低电机的当前需求，从而增加开短路时间，提高系统效率。
总之，在BLDC PWM调速中，我们需要根据实际的需求选择适当的电机转速，以增加设备的性能和效率；同时，我们也需要注意调节PWM 控制器的参数，从而达到最大的能效和系统稳定性。
直流无刷电机pwm频率范围
直流无刷电机pwm频率范围
直流无刷电机是一种常用的电动机，它通过调节PWM（脉宽调制）频率来控制电机的转速。
那么，PWM频率的范围是多少呢？
在直流无刷电机的控制中，PWM频率通常是指控制信号的频率，它决定了电机的响应速度和效果。
一般来说，直流无刷电机的PWM 频率范围在几千赫兹到几十千赫兹之间。
较低的PWM频率可以带来更高的转矩，适用于需要高扭矩的场景，例如启动电机或者负载较大的情况下。
而较高的PWM频率则可以提供更平滑的转速控制和更高的效率，适用于需要精确控制和较小负载的场景。
不同的应用场景对PWM频率的要求也不同。
例如，对于一些需要快速响应的应用，如无人机或机器人等，通常需要更高的PWM频率来实现精确的控制。
而对于一些功耗要求较低的应用，如电动工具或家用电器等，较低的PWM频率已经可以满足要求。
PWM频率还需要考虑电机自身的特性。
电机的电感和电容等参数会对PWM频率的选择产生影响。
一般来说，较高的电感和较低的电容对应着较低的PWM频率，而较低的电感和较高的电容则对应着较高的PWM频率。
直流无刷电机的PWM频率范围在几千赫兹到几十千赫兹之间，具体的选择需要根据应用场景和电机特性来确定。
通过合理选择PWM
频率，可以实现对电机转速的精确控制，提高电机的效率和性能。
非换相期间无刷直流电机转矩脉动分析与抑制
２ １ 年 ０１
４月
徽 电机
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非 换 相 期 间 无 刷 直 流 电 机 转 矩 脉 动 分 析 与 抑 制
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ｗｈｅ ｌ ｆｉ ａ ｔｖ ｈａ ｅ ｃ ｎ ｃ ｍ ｐ ｎ ａｅ ｔ ｅ ｔｒ ｕ ｉ ｐｌ ｏ ｓ ｍｅ ｅ ｔｎ ． Ｍ ｅ ｎ ｉ ｅ ｉ ｏ ｎ ｃｉ ｅ ｐ ｓ ａ ｏ ｅ ｓ ｔ ｈ ｏ ｑ ｅ ｒｐ ｅ ｔ ｏ ｘ ｅ ｔ ｎｇ ａ ｗｈｌ ｅ，ｈｙ ｔ ｒ ｓｓ ｃ ｒｅ ｔ ｓｅ ｅ ｉ ｕ ｒ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌｗａ ｒ ｐ ｓ ｄ ｔ ｕｐ ｒ ｓ ｈ ｏ — ｏ ｍｕ ａ ｉｎ ｔ ｒ ｕｅｒｐ ｌ ． Ｔｈ ｉ ｌｔｏ ｎ ｘ ｅ ｍｅ ｔｓ ｏ ｔ ｅ ｏ ｔｏ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ｏ ｓ ｐ ｅ ｓｔ ｅ ｎ ｎ ｃ ｍ ｔｔｏ ｏ ｑ ｐ ｅ ｉ ｅ ｓｍｕ ａｉ ｎ ａ ｄ ｅ ｐ ｒ ｉ ｎ ｈ ｗ ｈ ｄ ｆｅ ｅ ｃ ｅ ｗｅ ｎ ｔ ｔ ｏ ｎ ｈ ｒ ｄ ｔｏ ａ ｔ ｏ ｉｆｒ ｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈｅ ｍｅ ｈ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｔａ ｉｉｎ ｌｍｅ ｈ ｄ， ａ ｏ ｅ ｔ ｅ ｖ ｌ ｔ ｆｔ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｓ ｐ ｒ ｓ ｉ ｇ ｎｄ ｐｒ ｖ ｈ ａｉ ｙ ｏ ｈ ｔ ｏ ｕ ｐ ｅ ｓｎ ｄｉ ｔ ｅ ｔ ｒ ｕｅ ｒｐ ｌ ｕ ｉ ｏ ｃ ｍｍ ｕ ａｉ ｎ． ｈ ｏ ｑ ｉ ｐ ｅ ｄ ｒｎｇ ｎ ｎ—ｏ ｔｔ ｏ
无刷直流电机转矩脉动抑制方法
无刷直流电机转矩脉动抑制方法摘要：一、引言二、无刷直流电机转矩脉动的原因1.电枢电阻的变化2.电枢电感的影响3.逆变器输出电压的波动4.负载变化三、转矩脉动抑制方法1.优化逆变器控制策略2.采用磁场定向控制3.调整电机的开关频率4.滤波器设计四、实验结果与分析1.实验平台的搭建2.不同抑制方法的对比3.转矩脉动抑制效果五、结论与展望正文：一、引言无刷直流电机（Brushless DC Motor，简称BLDCM）因其高效率、高扭矩密度、结构简单等优点，在众多领域得到了广泛应用。
然而，BLDCM在运行过程中存在转矩脉动问题，这会影响电机的性能和可靠性。
本文针对这一问题，对无刷直流电机转矩脉动抑制方法进行了研究。
二、无刷直流电机转矩脉动的原因无刷直流电机转矩脉动主要来源于以下几个方面：1.电枢电阻的变化：由于电机运行过程中温度变化、磨损等因素，电枢电阻会发生变化，从而导致转矩脉动。
2.电枢电感的影响：电枢电感会引起电流的滞后，使得电机的输出转矩产生波动。
3.逆变器输出电压的波动：由于逆变器控制芯片、功率器件等参数的不稳定性，输出电压存在波动，进而导致转矩脉动。
4.负载变化：电机负载的变化会引起转矩脉动，影响电机的性能。
三、转矩脉动抑制方法本文提出以下几种转矩脉动抑制方法：1.优化逆变器控制策略：通过改进逆变器控制方法，如采用矢量控制、直接转矩控制等，降低转矩脉动。
2.采用磁场定向控制：通过磁场定向控制策略，使得电机的磁场和电流相互独立控制，从而减小转矩脉动。
3.调整电机的开关频率：通过改变电机的开关频率，可以减小电枢电阻和电感的影响，降低转矩脉动。
4.滤波器设计：在电机控制系统中加入滤波器，如LC滤波器、谐波滤波器等，对电流、电压进行滤波，减小转矩脉动。
四、实验结果与分析为验证所提方法的有效性，本文搭建了实验平台，并对不同抑制方法进行了对比。
实验结果表明，采用磁场定向控制和优化逆变器控制策略时，电机的转矩脉动得到了显著抑制。
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第２期无刷直流电机控制系统中ＰＷＭ调制方式对换相转换脉动的影响９ｌＬｏｎ型调制方式下的小。
相电流的波动幅度明显小于上桥换相过程中的波动３实验结果…。
；图６（ｃ）可知，当系统采用。
ｎ—ｐｗｍ型调制方以三菱ＳＨＢｌ３０ＦＳＹ型室外空调压缩机为实验式时，上、下桥换相过程中相电流的波动幅度相等而对象，其内部电机为无位置传感器无刷直流电动且很大。
而当系统采用ｐｗｍ—ｏｎ型调制方式时（如机。
制热状态下的电机端电压、相电流实验波形如图６图６（ｄ）所示），上、下桥换相过程中相电流波动幅度所示。
相等且很小．因此，在这种调制方式下，由换相造成Ｈ—Ｄｗｍ～一ｏｎ型调制方式下的实验结果如的转矩脉动最小。
图６（ｄ）所示．由图可知，上桥换相过程中相电流的波实验结果证明，从减小换相转矩脉动的程度来动幅度明显小于下桥换相过程中的波动幅度。
看，在给出的四种调制方式中，ｐｗｍ—Ｏｉｌ型调制方式如图６（ｂ）所示为Ｈ—ｏｎ．Ｌ—ｐｗｍ型调制方式为最优．下的端屯．压，相电流实验结果．此时下桥换相过程中（ｃ）ｏｎ—ｐｗｍ型（ｄ）ｐｗｍ一０ｎ型圈６四种调制方式下电机端电压、相电漉实验结果Ｆｉｇ．６Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｎｌｔｓｏｆｔｅｒｍｉｎａｌｖｏｌｔａｇｅａｎｔｉｐｈａｓｅｃｔｗｌ．ｅｎｔｕｎｄｅｒｌｈⅡＰＷＭｍｏｄｅｓ４结束语本文详细地分析了无位置传感器无刷直流永磁同步电机控制系统中四种调制方式下关断相的续流过程。
阐明了调制方式对无刷直流电机换相过程中转矩脉动及未参与换相那一相电流波动的影响，给出结论，并比较四种调制方式的优劣．仿真和实验结果充分证明了所推结论的正确性．同时，在全直流变转速空调系统开发中证明了上述结论的理论价值和实际应用价值．参考文献：Ｉｌ】许镇肆．｛江，扬毕控无剥直流桃的模型、控制，分析ｌＡ】第五届全国电气自动化电控系坑年会论文集ｆｑｌ眦２１６—２２２旧２ＩＩＺＵＫＡＫ，ＵＺＵＨＡＳＨＩＨ．ＫＡＮＯＭ，ｅｔⅡｆＭｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒｃｏｐ＿ｔｒｏｌｆｏｒｓｅｎ∞ｒＩｅ瓯ｈｒｕｓｈｌｅｓｓｍｏｔｏｒ｛Ｊ】ＩＥＥＥＴｒａｎｓｆｎｄ—ｐ一，１９８５，（４）：５９５—６０１【如ｚＨＡＮＧＸＪ，ＣＨＥＮＢＳ，ＺＨＵＰＰ．ｅｔａｌＡｎｃｗｍｅｔｈｏｄｔｏｍｉｎｉｍｉｚｅｔｈｅｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎｔｏｒｑｕｅｒｉｐｐｌｅｓｉｎｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌＢＬＤＣｍｏｔｏｒｓｗｉｔｈｓｅｎｓｏ订璐ｓｄｒｉｖｅｆＡｌ１ＰＥＭＣ＂２０ＤＯｆｃｌ２０００，６２卜６２５（编辑：王长风Ｊ无刷直流电机控制系统中PWM调制方式对换相转矩脉动的影响作者：张相军， 陈伯时作者单位：上海大学,电机与控制工程研究所,上海,200072刊名：电机与控制学报英文刊名：ELECTRIC MACHINES AND CONTROL年，卷(期)：2003,7(2)被引用次数：91次1.许镇琳;王江;杨学浚无刷直流机的模型、控制、分析 19902.Iizuka K;UZUHASHI H;Kano M Microcomputer control for sensorless brushless motor 1985(04)3.ZHANG X J;CHEN B S;ZHU P P A new method to minimize the commutation torque ripples in trapezoidal BLDC motors with sensorless drive 20001.韦鲲.林平.熊宇.张仲超.WEI Kun.LIN Ping.Xiong Yu.ZHANG Zhong-chao无刷直流电机PWM调制方式的优化研究[期刊论文]-浙江大学学报(工学版)2005,39(7)2.林海.严卫生.杨颖.林洋.马雯.Lin Hai.Yan Weisheng.Yang Ying.Lin 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