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《不同PWM调制方式下无刷直流电机电磁转矩的计算.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、微电机2010年第43卷第3期不同PWM调制方式下无刷直流电机电磁转矩的计算李自成,程善美,秦忆(华中科技大学控制科学与工程系,武汉430074)摘要:分析了无刷直流电机两两导通控制下的不同PWM调制方式,推导出不同PWM调制方式下电机稳态运行时相电流和电磁转矩的计算公式,并得出在单管PWM调制方式下有效转矩比双管PWM调制方式下大的结论,这对于PWM调制方式应用于不同场合和进一步研究转矩脉动的抑制提供了理论依据。实验结果证实了所提出的理论的正确性。关键词:无刷直流电机;脉宽调制;电磁转矩;占空比中图分类号:TM36+1
2、文献标志码:A文章编号:1001-6848(2010)03-0010-04EleetronagneticTorqueCalculationofBrushlessDCMotorBasedonDifferentPWMModesLIZ-icheng,CHENGShan-mei,QINYi(DepartmentofControlScienceandEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)Abstract:Thispap
3、eranalyzeddifferentPWMmodesforBLDCMwithsix-stepcommutation.Themath-ematicsexpressionsofphasecurrentandelectromagnetictorquewerededucedaccordingtodifferentPWMmodes.Therefore,obtainedthemethodthattheelectromagnetictorqueinsinglePWMmodeislargerthanindoublePWMmode,whichpr
4、ovidethetheoreticalbasisforbothapplicationofvariousPWMmodesandtorqueripplesuppressionscheme.Theexperimentalresultsprovetheproposedtheoryiscor-rectandfeasible.KeyWords:BrushlessDCmotor;Pulsewidthmodulation;Electromagnetictorque;Dutycycle0引言1不同PWM调制方式电磁转矩计算原理无刷直流电机具有
5、结构简单、维护方便、调速性能好、运行效率高、控制简单等优点,已经无刷直流电机控制系统一般采用三相电压型在许多工业领域得到广泛应用。针对两两导通逆变器,电机采用两两120导通控制方式,其主[1-3][6]120导电方式,许多PWM调制策略被提出,电路如图1所示。这些PWM调制方式各有优缺点,可以适用于不同的应用场合,但对于产生的有效转矩的大小研[4,5]究不多。本文通过对无刷直流电机在不同PWM调制方式下的电流续流情况进行了理论推导,分别得到单管和双管PWM调制方式电机稳态运行的相电流和电磁转矩计算公式,并得出在单管PWM调
6、制方式下有效转矩比双管PWM方式大的结论,这对于PWM调制方式应用于不同场图1三相无刷直流电机主电路图合提供了理论依据,最后通过实验对上述结论进假设电机三相对称,忽略凸极效应,则三相[7]行了验证。电压方程可以表示为:ua=Ria+Ldia/dt+ea+unub=Rib+Ldib/dt+eb+un(1)uc=Ric+Ldic/dt+ec+un收稿日期:2009-07-22修回日期:2009-07-30式中,ua,ub,uc分别为三相定子电压,ia,ib,ic10不同PWM调制方式下无刷直流电机电磁转矩的计算李自成,等分别为
7、三相定子电流,ea,eb,ec分别为三相反电绕组内部续流,线电压为0,线电压表达式为:动势,un为电机中点电压,R为定子电阻,Ls为uab=0=2Ria+2Ldia/dt+2E(5)定子相绕组自感,Lm为定子相绕组互感,有效电忽略电阻压降,进一步化简为:感L=Ls-Lm。diaE=-=k2(6)假设无刷直流电机反电动势波形为平顶宽度dtL大于120的理想梯形波,忽略换相期间的换相转设D为PWM的占空比,则在一个PWM周期T内,矩变化和非换相期间不导通相的电流续流情况。如果电流ia连续,由式(4)和式(6)则可得:下面以VT1、V
8、T6导通为例分析在不同PWM调制k1t+ia10tDTia=(7)方式下非换相期间电流续流及变化情况。k2t+(k1-k2)DT+ia1DTtT11单管PWM调制方式其中ia1为单管PWM调制稳态时电流的最小值,则在一个PWM周期内的电
