PWM调制方式对无刷直流电动机反电势电流的影响

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1、微电机2006年第39卷第3期(总第150期)中图分类号:TM361文献标识码:A文章编号:1001-6848(2006)03-0022-03PWM调制方式对无刷直流电动机反电势电流的影响杨燕,焦振宏,王崇武,袁林兴(西北工业大学航海学院,西安710072)摘要:无刷直流电动机反电势电流对电机转矩脉动、效率和换相控制有着直接影响。基于无刷直流电动机的数学模型,分析比较了不同PWM调制方式下反电势电流的变化规律,并通过理论推导和仿真实验证明了当电机系统采用ON-PWM调制方式时,能有效地抑制反电势电流

2、的峰值且对电机控制系统造成的影响最小。关键词:无刷直流电动机;PWM;反电势电流;环流TheDifferentInfluencesofFourPWMModesonBackElectromotiveForceCurrentinBrushlessDCMotorControlSystemYANGYan,JIAOZhen-hong,WANGChong-wu,YUANLin-xing(NorthwestPolytechnicalUniversity,Xi'an710072,China)ABSTRACT:Bac

3、kelectromotiveforcecurrentofBLDCMinfluencesthetorqueripple,efficiencyandcommutationcontroldirectly.Inthispaper,thechangeofbackelectromotiveforcecurrentwiththedifferentPWMmodesareanalyzedindetailonthebaseofBLDCMmodel.Accordingtotheoryandexperiment,ON-PW

4、Mtyperestrainsthepeakvalueofbackelectromotiveforcecurrentandbringsthelesteffecttothemotorcontrolsystem.KEYWORDS:BLDCM;PWM;EMFcurrent;CirculatingcurrentLPWM:上、下桥臂都受PWM信号调制;
HPWM0引言-LON:上桥臂受PWM信号调制,下桥臂恒通;
在具有梯形反电势波形的无刷直流电机中,由HON-LPWM:上桥臂恒通,下桥臂受PWM信号于关断相反

5、电势的变化,会出现脉动的电流,称之为调制;
ON-PWM:各管前60°电角度恒通,后60°反电势电流。反电势电流给电机系统会带来几个突电角度受PWM信号调制;
PWM-ON:各管前出问题:
引起转矩脉动。
电流回路中存在电阻,60°电角度受PWM信号调制,后60°电角度恒通。会产生额外的能量损耗,使效率降低。
对换相控制根据每个导通状态PWM作用管子数目的不造成不利影响。如果反电势电流过大,转矩脉动就会同,又把
称为双斩方式,
、
、
、
称为单斩方加剧,换相控制会受干扰,严重时还可能导致换相出式。

6、单斩方式功率开关损耗为双斩方式的一半,实现错,造成电机失步,使系统颠覆。起来也比较容易,因此,实际系统中常采用单斩方采用不同的PWM调制方式,反电势电流出现式。的时间和变化规律也不同。本文主要分析比较了几种常用的PWM调制方式对无刷直流电机换相过程2调制方式对反电势电流的影响中出现的反电势电流的影响,指出了所产生的反电方波无刷直流电机的反电势波形如图1所示。势电流对电机系统造成负面影响最小的PWM调制现以A相电流为例分析关断相电流的组成。理想情方式。况下,当导通相关断后,该相电流为零。通过图2相1调

7、制方式的分类电流的仿真波形看出:在任一关断扇区内,相电流由两部分构成:一是[t1,t2]和[t5,t6]时间段内由相电两相导通三相六状态全桥电路驱动的无刷直流感产生的换相续流;二是在续流结束后的[t2,t3]和电机常用的PWM调制方式有五种:
HPWM-[t6,t7]时间段内由关断相反电势变化引起的与换相收稿日期:2005-07-29续流方向相反、幅值不断变化的脉动电流,也就是反修回日期:2005-10-08电势电流。—22—PWM调制方式对无刷直流电动机反电势电流的影响杨燕焦振宏王崇武袁林兴S整理

8、方程(1),得中性点电压UN1=US,其中,2S=0,V3截止;S=1,V3导通。从而得到关断相A的端电压表达式为:ea(V3截止)UA=US(2)+ea(V3导通)图1反电势波形2由驱动电路知,若UA>US或UA<0,续流二极管D1或D4正向偏置,在关断相A中就会有电流产生。US因为US>2Ke
,0<+ea