无刷直流电机转矩脉动抑制新方法
一种简单的抑制无刷直流电机的方法

一种简单的抑制无刷直流电机的方法
有很多种简单的抑制无刷直流电机的方法,以下是其中的一些方法:
1. 添加降压电路:通过添加降压电路,可以降低电机的输入电压,从而减小电机的输出功率。
2. 增加负载:增加电机的负载可以使电机的输出功率减小,从而达到抑制的效果。
3. 改变电机控制信号的频率:通过改变电机控制信号的频率,可以调整电机的转速,从而降低输出功率。
4. 使用PWM控制:使用PWM(脉宽调制)控制方法可以控
制电机的输出功率。
通过调整PWM的占空比即可改变电机的
输出功率。
需要注意的是,这些方法只是简单的抑制无刷直流电机的方法,并不能完全消除电机的输出功率。
如果需要更精确地控制无刷直流电机的输出功率,可能需要使用更高级的控制方法,如PID控制。
无刷直流电动机转矩脉动及其抑制方法综述

2 电流换向引起的转矩脉动
永磁无刷直流电动机工作时 , 定子绕组按一定 顺序换流, 由于各相绕组存在电感 , 阻碍电流的瞬 时变化 , 每经过一个磁状态 , 电枢绕组中的电流从 某一相切换到另一相时将引起电机转矩的脉动。抑 制由电流换相引起的转矩脉动的方法有 : 电流反馈 法、滞环电流法、重叠换相法、 PWM 斩波法等。 2 1 电流反馈法 非换相相电流的存在导致换相转矩脉动 , 很多 文献通过各种方法致力于使非换相相电流保持恒定 , 从而使转矩脉动为零。 一般来 说, 电流 反馈控制 可以分 为两种 形式 : 一种是直流侧电流反馈控制。其反馈信号由直流侧 取出, 主要控制电流幅值。由于它是根据流过直流 电源的电流信号进行的 , 因此只需要一个电流传感 器便可得到电流反馈信号。文献 [ 6 ] 对此方法进行 了分析。另一种是交流侧电流反馈控制。其反馈信 号由交流侧取出 , 此时 , 根据转子的位置来确定要 控制的相电流, 使其跟随给定。在换相过程中 , 当 非换相电流未到达给定值时 , PWM 控制不起作用 ; 当非换相 电流超过 设定值时 , PWM 控制开 始起作 用 , 关断所有开关器件 , 使电流值下降 , 直至低于 设计值再闭合被关断的开关器件, 使其值上升, 以 此往复 , 即可实现非换相相电流的调节 , 直至换相 完成。 84
董少波, 程小华
( 华南理工大学 电力学院 , 广州 510640) 摘 要 : 转矩 脉动是无 刷直流电动 机的固有 缺陷 , 它限 制了其在高 精度系 统中 的应 用。该文 详细 论述 了转矩 脉动 产生 的各种原 因 , 并给出 了相应的有 效的抑制 方法。 关键词 : 转矩脉动 ; 无刷直流电机 ; 抑制方法 中图分类号 : TM 36+ 1 文献标志码 : A 文章编号 : 1001 6848( 2010) 08 0083 04
无刷直流电动机转矩脉动的抑制

2006年第21卷第2期 电 力 学 报 Vol.21No.22006 (总第75期) JOURNAL OF ELECT RIC POWER (Sum.75)文章编号: 1005-6548(2006)02-0157-03无刷直流电动机转矩脉动的抑制刘会飞, 王淑红(太原理工大学,山西太原 030024)The Torque Ripple Minimization of Brushless DC MotorLIU Hui fei, WANG Shu hong(Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China)摘 要: 转矩脉动是制约无刷直流电动机发展的重大障碍,因此本文分析了无刷直流电动机转矩脉动产生的原因,并提出了相应的策略加以抑制。
同时,着重对电流换相时所引起的转矩脉动进行了研究,发现采用重叠换相技术可减小这种转矩脉动。
关键词: 无刷直流电动机;转矩脉动;重叠换相中图分类号: TM36+1 文献标识码: A Abstract: Torque ripple is the important obstacle that influences the development of brushless DC mo tor,so this paper analyzes the producing reasons of torque ripple of brushless DC motor and introduces v arious methods to m inim ize torque ripple.At the same time torque pulsation in circuit commutation is analyzed and researched chiefly,and overlapping commutation technolog y is offered in order to reduce this torque pulsation.Key Words: brushless DC motor;torque ripple; overlapping commutation方波型永磁无刷直流电动机(BLDCM)因其体积小、性能好、结构简单、可靠性高、输出转矩大,同时还保留了普通直流电动机优良的机械特性等特点,从它一出现就受到人们的青睐。
无刷直流电机调速系统中转矩脉动抑制的研究的开题报告

无刷直流电机调速系统中转矩脉动抑制的研究的开题报告一、课题背景和研究意义随着无刷直流电机应用领域不断拓宽和需求不断增加,直流电机调速系统的研究也变得越来越重要。
无刷直流电机调速系统是现代化制造领域中被广泛采用的一种调速方法。
然而,在无刷直流电机调速系统中,会出现转矩脉动的问题,这会导致电机在实际工作中产生不稳定的运动,影响机器的运行效果。
因此,研究无刷直流电机调速系统中转矩脉动抑制的方法具有重要的现实意义。
本文旨在探讨无刷直流电机调速系统中转矩脉动产生的原理和机理,分析现有的转矩脉动抑制技术的优缺点,提出新的转矩脉动抑制方法,并对新方法进行仿真和实验研究。
该研究有助于提高无刷直流电机调速系统的性能,为现代化制造领域的相关应用提供技术支持。
二、研究内容和方法1. 研究无刷直流电机调速系统中转矩脉动的产生原理和机理,分析其对系统性能的影响。
2. 综述现有的无刷直流电机转矩脉动抑制技术,包括零序电流控制方法、电感电容滤波法、反电动势观测控制法等,并分析其优缺点。
3. 针对现有技术存在的问题,提出新的转矩脉动抑制方法,采用MATLAB/Simulink进行仿真分析,并对新方法进行电路构建和算法实现。
4. 基于实际工程应用需要,开发相应的控制器和软件,设计实验系统,评估新方法的有效性和可行性。
5. 进行仿真和实验数据处理与分析,总结新方法的优缺点,并对今后的研究工作提出展望和建议。
三、预期成果本研究预计将探索实现无刷直流电机调速系统中转矩脉动抑制的方法,并开发相应的控制器和软件,通过仿真和实验验证新方法的有效性和可行性,最终完成对新方法的系统评估与总结。
本研究的预期成果包括:1. 揭示无刷直流电机在调速过程中产生转矩脉动的原理和机理。
2. 综述现有的无刷直流电机转矩脉动抑制技术的优缺点。
3. 提出新的无刷直流电机转矩脉动抑制方法,并进行仿真和实验验证。
4. 发布新方法的实验数据和评估结论,对今后的相关研究提供参考和启示。
永磁无刷直流电动机转矩脉动及其抑制方法

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微特电机 2003 年第 5 期
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数的限制。 4. 2 电流换向引起的转矩脉动 永磁无刷直 流电动机工作时, 定子绕组 按一定顺序 换流, 由于各相绕组 存在电感, 阻碍 电流的瞬时 变化, 每 经过一个磁状态, 电枢绕 组中的电流 从某一相切 换到另 一相时将引起电机 转矩的 脉动[ 10] 。抑制由 电流换 向引 起的转矩脉动的方 法有: 电流反馈 法、 滞环电流 法、 重叠 换向法、 PWM 斩波法等。 4. 2. 1 电流反馈法 一般来说, 电流反馈控制可以分为两种形式: 一种是 直流侧电流反馈控制, 另一种是交流侧电流反馈控制。 ( 1) 直流侧电流反馈控制 其电流反馈信号由直流侧取出, 主要控制电流幅值。 由于直流侧电流反馈控制是根据流过直流电源的电流信 号进行的, 因此只需要一 个电流传感 器便可得到 电流反 馈信号。其基本原理为: 在换向的动态过程中, 反馈信号 反映的是待建立 的相电流的 信息。在换向进行 时, 待建 立的电流未达到给定值, 则电流的控 制负责使待 建立的 相电流的绝对值向增长的方向变化, 直至换向完成。 通过计算和分析 外加电压 U 和反电动 势 E 之间的 关系[ 1 5] , 发现: 当 U < 4E 时, 即高速时, 电流控制手段不 再有效。对 此, பைடு நூலகம் 在 控制 环 节 中 加 入 电流 PWM 控 制 器 , 使直流侧电流反馈法同样适用于高速阶段。即在 直流侧放置一个电流传感器, 通过电流控制器控制 PWM 占空比, 维持直流侧端电压不变, 在低速和高速阶段自动 选择不同的占空比, 使得 上升电流和 下降电流的 速率在 低速或高速时始终保持一致, 以保证电流换向时, 非换向 电流无脉动。因此, 该方法适用于较宽的转速范围。 ( 2) 交流侧电流反馈控制 电流反馈信号由交流侧取出, 此时, 根据转子的位置 来确定要控制的 相电流, 使其 跟随给定。该控制 是通过 控制 PWM 信号所对应的逆变器的开关状态实现的。其 基本原理为: 在换向过程中, 当非换向电流未到达给定值 时, PWM 控制 不起作用; 当非换 向电流 超过设定 值时, PWM 控制开始起作 用, 关 断所有开关器件, 使电 流值下 降, 直至再闭合被关 断的开关器件, 使其值上升, 以此往 复, 即可实现非换向相电流的调节, 直至换向完成。 文献[ 13] 采用的即 为交流侧电 流反馈控制 方法, 为 避免换向时反电动势的 影响, 作者提 出对电动机 中性点 电压和逆变器中性点电压的差值做出补偿。而在实际运 行时, 为了使相电流更好地跟踪参考电流, 在电流控制环 中加入了预测环节, 通过 电动机位置 信号给出换 向时所 需的参考电流波形, 由此可得到较为光滑的转矩波形, 从 而抑制了换向转矩脉动。 4. 2. 2 滞环电流法 在常用的 电流控制方 法中, 除了电流 控制 PWM 方 式, 还有滞环电流控制法。其基本原 理是: 在电流环中, 采用 H CR ( Hyst eresis Current Regulator, 滞 环 电 流 调 节
无刷直流电动机转矩脉动的抑制新方法

…
蔓 堕 …2 兰 … … … … … … … … … … … …… … . 皇 … 舅 0 0 8 无 刷 直 流 电 动 机 转 矩 脉 动 的 抑 制 新 方 法
沈艳 霞 , 李发启 , 纪志成
( 江南大学 , 江苏无锡 2 4 2 ) 1 12 摘 要: 无刷直流 电动机 固有的转矩 脉动限制了其应用范 围。通过 分析无刷 直流 电动机的换相过 程 , 采用非换
流恒 定 , 算 出换 相过 程 中开通 相 的控制 函数 , 计 使在
:
引起无 刷 电 动机 转 矩 脉 动 的原 因有 三 种
.自尊 齿槽转 矩脉 动 , 、 反 电势电- 的转 矩 脉 动牌 因非 理 想 草 引起 以 及 换 相转矩 脉动 。其 中前 两种转 矩脉 动 主要是 与 电
机 的制 造工 艺和 转 子磁 钢 充 磁 不 理想 有 关 , 以通 可 过 对 电机本体 改造 加 以抑制 。换 相转 矩脉 动 主要 是 在 换相 过程 中 由于逆 变器 是 10 导 通 方式 , 2。 电流 是
方 波 , 通相 电流 的增 加 和关 断 相 电 流 的下 降不 同 开
A w e ho f Tor e Ri pl s r i n Br s e s DC o o Ne M t d o qu p e Re t a nti u hls M tr
S HEN a Y n—xa, IF i L a—g ,IZh —c eg J i h n
( o tenY n t nvr t, x 2 4 2 , hn ) S uh r agz U ie i Wu i 1 1 2 C ia e sy
Ab ta t T e ih r n o q e rp l f b u h e s DC moo i t d i c p f a p i ain B h n lss o h s r c : h n ee t r u i p e o r s l s t r l e t s o e o p l t . y t e a ay i f t e t mi s c o b u h e s DC moo o r s l s trc mmu a in p o e s n t h s tt r c s , o a e—c a g u r n o sa tmeh d w s p o o e . h t o u rn e d o p h n ec re t n tn t o a r p s d T e meh d g a a te c
一种抑制无刷直流电动机转矩脉动的新方法
波 ,通过 磁链 估 计 器 对 转 子 磁 链 进 行 补 偿 ,可 以 同时修正 测 量 误 差 和模 型 误 差 ,在 很 大 的 转 速 范 围内实现 了转 矩 脉 动 的抑 制 。然 而 该 方 法 控 制 较
0 引 言
永 磁 同步 电机 ( MS 由于有 着 很 高 的功 率 密 P M) 度 、电机效 率 和 优 良 的转 矩 性 能 ,近 年 来 得 到 了
越来越 广泛 的 应 用 。从 反 电 动 势 的波 形 来 看 ,永 磁 同步 电机 可 以划分 为 梯 形 波 反 电动 势 的无 刷 直 流 电机 ( L C 和 正 弦波 反 电动 势 的永 磁 同步 电 B D M)
维普资讯
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机 ( L C J B A M) 。相 对 于 B A M,B D M 的磁 链 L C LC
分析 了 由高 次 谐 波 引起 的转 矩 脉 动 之 后 ,给恒 流 源通 以特 定 形 式 的 补偿 电 流 ,产 生 与转 矩 脉 动 大 小相 等 、相位 相 反 的 补 偿 转 矩 ,从 而 大 大 降 低 了
中含有 无 法 忽 略 的高 次 谐 波分 量 ,导 致 转 矩 脉 动
wi r pe oda—h p d b c EMF. S a t g fo t e mo e fBLDCM , a ay e h a tr n u n i g t ta z i ls a e a k— h tri r m h d lo n n lz d t e fco s if e cn l t e ee to g e i o q e, a d a p id o tma o to n t esao u r n st h o q e rp e mi mi h l cr ma n tctr u n p le p i lc n r lo h t trc re t o t et r u ipl ni — z to . Exe sv i lto e u t r v d t e up ro iy a d smp ii f t e p o o e t o i ai n t n ie smu ain r s ls p o e h s e irt n i lct o h r p s d meh d n a y wi e r n e o p e d a g fs e d,wh c s s t b e fr s me hg p roma c p lc to . ih wa ui l o o ih— e fr n e a p i ains a Ke o ds: BLDCM ; Tr p z i a— h p d b c EMF;To q e rp l Op i lc n r l yW r a e o d ls a e a k— r u i p e; tma o to
双绕组无刷直流电机的换相转矩脉动抑制策略
双绕组无刷直流电机的换相转矩脉动抑制策略翻开文本图片集摘要:双绕组无刷直流电机热备份模式下会因某套绕组电流换相产生转矩波动,导致输出力矩不恒定,因此需要对换相转矩脉动进行抑制。
本文结合并联结构双绕组无刷直流电机的特点,提出一种基于电流转移的换相转矩脉动抑制方法。
在两套绕组都处于非换相阶段时利用电流预测方法将即将进入换相状态的一套绕组电流转移进入另外一套绕组,从而避开换相过程。
仿真结果说明该方法在全速范围内对双绕组无刷直流电机能够有效抑制换相转矩脉动。
关键词:双绕组;换相转矩脉动;电流转移无刷直流电机因体积小、效率高、控制简单等优点,在此根底上,在不过分增加电机体积以及控制复杂度,双绕组无刷直流电机设计被提出并得到广泛应用,也得到了很多的研究[1]。
对于双绕组无刷直流电机来说,换相转矩脉动可以到达平均转矩的50%左右,抑制换相转矩脉动成为减小电机整体转矩脉动的关键问题[2]。
重叠换相法、直接转矩控制方法、神经网络方法等方法被用来抑制换相转矩脉动。
除直接转矩控制作用于整个电机运行阶段之外,上述方法均是在电机换相阶段或者换相阶段附近内对电机绕组电流进行控制,进而抑制电机转矩脉动,由于换相时间限制,转矩脉动的抑制效果有限。
本文结合并联结构双绕组无刷直流电机的特点,借鉴文献[3]的电流预测方法,在两个电机在都处于非换相期间时进行电流的转移,使即将进入换相阶段的绕组电流变为零,从而抑制换相转矩脉动,通过仿真验证了该方法的有效性。
1双绕组无刷直流电机换相转矩脉动分析图2为换相前AB相导通的无刷直流电机三相绕组等效模型及驱动模型,图中状态为AC相导通。
假设电机三相绕组完全对称。
R为相绕组的电阻,L为相绕组等效电感,U0为电机中性点电压,U1为直流母线电压,EA、EB、EC分别为对应A、B、C相的反电动势,iA、iB、iC分别表示A、B、C相的电流,三相电流正方向如图。
由式〔5〕可以看出,电机在换相前如果绕组电流i降为零,那么相应转矩脉动也为零。
开通角控制的无刷直流电机转矩脉动抑制新方法
开通角控制的无刷直流电机转矩脉动抑制新方法李轶华;王爱元;王明星【摘要】Bases on the analysis of the equivalent circuit model and the commutation process of the BLDCM,the effects of electromagnetic time constant and the back EMF to torque ripple were considered,by solving the time what opening and closing phase need,the relationship between the two different operating conditions was analyzed,introducing a variable which called turn-on angle,controlling the torque ripple during the phase change by controlling the opening time of the opening phase;and the non ideal air gap magnetic density and other factors to modify the opening angle were bined with finite element simulation,the results showed that this method was feasible.%在分析无刷直流电机的等效电路模型和换相过程的基础上,考虑了电磁时间常数和反电势对换相转矩的影响.通过导出换相时关断相电流下降到零的时间和开通相电流上升到最大的时间,分析高、低速运行状态下两者的关系,引入一个开通角的变量,通过控制开通相的开通时刻来抑制换相时的转矩脉动;并且考虑非理想的气隙磁密等因素对开通角进行修正.结合场路耦合的有限元进行仿真,结果表明此思路是可行的.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2017(044)012【总页数】4页(P54-57)【关键词】无刷直流电机;换相分析;转矩脉动;开通角控制【作者】李轶华;王爱元;王明星【作者单位】上海电机学院,上海201306;上海电机学院,上海201306;上海电机学院,上海201306【正文语种】中文【中图分类】TM301.2无刷直流电机具有效率高、功率密度大、调速性能好、起动转矩大等一系列特点,在工农业、医疗器械等行业有着广泛应用[1]。
无刷直流电动机换相转矩脉动抑制新策略
0引 言
无刷 直流 电动机 由于优 良的性 能在家 电和工 业 中有 着广 泛运 用 。传 统 的控 制 方 式下 , 相绕 组 电感
杂程 度 。文 献 [ 1 0 — 1 1 ] 对 换 相 过 程 进行 了补 偿 , 有 效抑 制转矩 脉动 , 但 换 相过 程 中需 要 检测 的量 比较
( S h a n g h a i U n i v e r s i t y , S h a n g h a i 2 0 0 0 7 2 , C h i n a )
Ab s t r a c t : A n o v e l p u l s e - w i d t h m o d u l a t i o n( P WM)t e c h n i q u e f o r b r u s h l e s s D C m o t o r( B L D C M)d r i v e s w a s p r e s e n t e d
a n t t h e v a l i d i t y o f p r o p o s e d s c h e me . Ke y wo r d s : b r u s h l e s s DC mo t o r ; c o mmu t a t i o n t o r q u e r i p p l e ; DC b u s c u r r e n t c o n t r o l ; p u l s e — w i d t h mo d u l a t i o n
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Ke r s b u h e sDC t r mi i z t n o o q e r p e Ly p n v f n t n. i c o r c n r l ywo d : r s ls mo o n mi i ft r u i l ; a u o u c i d r tp we o to a o p o e
Ab ta t Th i e s n t a h r s ls t r c n t b d l s d i i h p ro ma c e v sr c : e man r a o h t t e b u h e s DC mo o a e wi ey u e n h g — e f r n e s r o
电 气传 动 2 1 年 第 4 卷 第 9期 01 1
E E T I R VE 2 1 Vo. 1 N . L C R C D I 0 1 14 o 9
无 刷直 流 电机转 矩 脉 动抑 制新 方 法
朱燕 青 , 旺旺 史
( 州大 学 能 源与动力 工程 学院 , 苏 扬 州 2 5 0 ) 扬 江 2 0 0
势 的方 法 。通 过 仿 真 验 证 了所 述 方 法 的正 确 性 。
关键 词 : 无刷 直 流 电机 ; 矩 脉 动抑 制 ; yp nv函 数 ; 接 功 率 控 制 转 Lauo 直 中 图分 类 号 : TM3 1 5 文 献标 识 码 : A
Ne App o c o i i u r eR i pl fBLDC o o w r a h f rM n m m To qu p e o M tr
构 简单 、 靠 性 高 、 出转矩 大 、 态性 能好 等 特 可 输 动
点得到广 泛应 用 。尤 其在 机器人 、 航天航 空 、 密 精
究 对 于两两 导通 的换相转 矩脉 动问题 , 文献 E ] 3
在分析 了脉动 产 生原 因的 基础 上 , 出 了保 持 非 提 换 相相 电流微 分为零 的方 法减少 转矩脉 动 。但 是 由于母 线 电压 的 限制 , 算 所 得 的 占空 比很 可 能 计 达到 1 0 0 %时 , 断相 电流还 是 下 降过 快 , 分 达 关 微
引 言
永磁 无刷 直流 电动机 以其体 积小 、 能好 、 性 结
tr u ) 电磁 转 矩 纹 波 ( t a tru ) 磁 阻 转 oqe 、 muu l o q e 、
矩纹波 (eu tnetru ) ] 由于 转 矩 脉 动 的 rlca c oq e 口 。
存在, 限制 了它 在 高精 度 场合 下 的应用 。对 这 一 情况 , 十几年里 , 国内外科研 人员 进行 了大量 的研
摘 要 : 矩脉 动 是 影 响 无 刷 直 流 电 机 在 高精 度 伺 服 系统 中 应 用 的 主 要 原 因 。提 出 了一 种 基 于 a 变 换 转 一 和 L au o y p n v函数 的转 矩 脉 动 抑 制 直 接功 率 控 制 方 法 。该 方法 在 a 口坐 标 系 下 通 过 功 率 控 制 优 化 了 电磁 有 一 功 功率 和 电磁 无 功 功 率 。在分 析 了反 电势 波 形 及 其 与霍 耳 位 置 传 感 器 间 关 系 的 基础 上 , 出 了在 线 计 算 反 电 给
e c r m ea d Ly p n v f n to sp e e t d n e f a n a u o u c in wa r s n e .Th r p s d me h d o t z se e t o g e i ci e p w— ep o o e t o p i e l cr ma n t a t o mi c v e n lc r ma n t e ci ep we y p we o to a e n口一 r f r n ef a .Afe n l zn h a k ra d e e to g e i r a t o r o rc n r l s d o c v b b 口 e e e c r me t ra a y ig t e b c EM F wa e o m n ea i n h p b t e a k EM F a d Ha1 o i o e s r t ewa fo l ec lu a in wa v f r a d r lt s i e we n b c o n l p st n s n o 。h y o n i a c lt s i n o
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