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永磁無刷直流電機電磁轉矩脈動的三種原因
發布時間:2017-11-04 17:23:09| 瀏覽次數:

永磁無刷直流電機屬于永磁同步電機的一種,其反電動勢波形為梯形波形,驅動電流波形為矩形,永磁無刷直流電機即具有永磁同步電機的優點,同時具有低成本,控制方法簡單易實現,控制系統開發周期短,運行可靠性高等優點,因而在生產實踐中具有廣泛的應用。但是因為無位置傳感器技術,轉矩脈動技術等還有待于進一步的解決和完善,所以限制了永磁無刷直流電機性能的進一步提高和發揮,阻礙了它在高精度高要求場合的應用。

引起無刷直流電機的電磁轉矩脈動主要有齒槽轉矩脈動、因非理想反電動勢引起的轉矩脈動和換向轉矩脈動三種原因。

齒槽轉矩脈動一般采用轉子或定子斜槽或者磁性槽鍥消除,采用這種方法會使電機結構復雜,加工難度大大提高,同時在多數情況下會降低效率并帶來其他問題。

永磁無刷直流電機這種情況往往是因為電機制造工藝因素或者轉子磁鋼充磁不理想造成的電機反電動勢不是理想的梯形波,但是控制系統依然按照理想梯形波形的情況供給矩形波形電流,從而引起電磁轉矩脈動,該種類型電磁轉矩脈動的消除一般通過合適的控制方法,尋找最佳的定子電流波來消除,同時,這種最佳電流法也能消除因齒槽效應引起的轉矩脈動,但是最佳電流法需要對反電動勢進行精確的測定,而反電動勢的實時檢測是一件比較困難的事情。目前多用的方法是對電機反電動勢離線測量,然后計算出最優電流進行控制,因為事先需要離線測量,使其可行行降低。

換相轉矩脈動是無刷直流電機工作于120°導通方式下時特有的問題。由于電機繞組呈現感性,換向期間繞組電流無法在瞬間發生改變,而是有一個變化的過程,因而電流波形并非是理想的矩形波形,而近似為梯形波,從而造成電機內的電流脈動,引起換向轉矩脈動,對于一臺制造質量良好的無刷電機來說,其齒槽轉矩脈動和諧波轉矩脈動均較小,而換向轉矩脈動就成為其主要存在的問題。
 
 
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