基于混合驱动无刷直流电机特性研究

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1、ELECTRICDRIVE2014Vo1．44No．12电气传动2014年第44卷第12期基于混合驱动的无刷直流电机特性研究侯红胜，刘卫国(西北工业大学自动化学院，陕西西安710072)摘要：通过分析无刷直流电机两相导通与三相导通驱动控制的特点，改变功率器件导通角度能够实现混合驱动。随着导通角度的增加，电机的输出最大转速和功率增加，稳速时的负载范围扩大，同时转矩脉动下降。利用转子位置传感器能够实现任意角度的混合驱动。采用混合驱动技术能够提高电机的输出能力，更加充分利用电机，为电机的选择和设计提供参考。关键词：

2、无刷直流电机；混合驱动；机械特性；转矩脉动；导通角度中图分类号：TM351文献标识码：AStudyofBrushlessDirectCurrentMotorPerformanceBasedonMixedDriveHOUHong-sheng，LIUWei-guo(CollegeofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，Shaanxi，China)Abstract：Byanalyzingthetwophasesdriveandthre

3、ephasesdriveinBLDCM，changingthepowerdevicesconductanecanrealizethemixeddrive．Withtheconductangleincreased，them~imumspeedandoutputpowerwereincreased，theloadwithratedspeedwasenlarged．Usingthepositionsensorsinthemotor，anyvalueofconductanglecanberealized．Themix

4、eddrivemethodcanimprovetheoutputpower．Itcanmakethebestuseofmotor．AlsoitcanbeareferencetochooseordesignaBLDCM．Keywords：bmshlessDCmotor；mixeddrive；speed-torquecharacteristics；torqueripple；conductangle示，电机绕组通常采用星形连接方式。图1中R，1引言R6，R。，L，L6，L。分别为定子各相绕组电阻和电感，无刷直流电机

5、通常采用全桥驱动电路，功率Ⅳ为电机中性点，为直流母线电压，e。，e6，ec分器件根据转子位置信息逻辑信号实现电机三相别对应三相反电势。假设三相电路对称，则绕组导通和关断。常见的导通方式为两相导通R=6=尺。=，L。=6=。=。方式和三相导通方式⋯。两相导通方式通常采用方波电流驱动方式，三相导通方式通常采用正弦波电流驱动方式n]。在方波无刷直流电机驱动中，通常采用两相导通方式，但是没有完全利用电机。论文分析功率器件导通角度介于120。与180。(电角度)之间的混合驱动方式下电流的变化，并求取电机电磁转矩及其图1

6、无刷直流电机及驱动电路原理图Fig．1SchematicdiagramofBLDCM平均值，从而得到电机的机械特性和转矩脉动。从分析和仿真可知，采用混合驱动的方式可以提高电理想两相导通驱动方式梯形波反电势与方机的输出转速、转矩和功率，降低转矩脉动。波电流关系如图2所示。图2中在任何时刻只有两相绕组同时导通。每个功率管的导通角度为2无刷直流电机的驱动120。(电角度)。当导通角度超过120。时，会出现无刷直流电机及驱动电路等效图如图1所三相绕组同时导通的现象。如图3所示，此时两作者简介：侯红胜(1978一)，男

7、，博士研究生，讲师，Email：houhs@nwpu．edu．cn3电气传动2014年第44卷第12期侯红胜，等：基于混合驱动的无刷直流电机特性研究相绕组与三相绕组交替导通，即混合驱动方式。平均值。eN,VA此时电磁转矩，为0re3=KT(4)eN,／／AO对比式(1)与式(3)可知，当E：=E时，>12，eN,YA从而re>re：，即在同样转速下，三相绕组驱动0电磁转矩大于两相绕组驱动时电磁转矩。当丑3孚3等3孚3一，2=13时，re=re：，E。>：，即在同样的电磁转矩图2两相驱动理想反电势、电流波形下，

8、三相绕组驱动时电机输出转速大于两相绕组Fig．2／dealEMFandcurrentwave~rmswithtwophasesconducted驱动时电机转速。采用图3所示两相绕组与三相eN,ilA绕组交替驱动的情况，考虑电机由于机械惯性的0原因，保持转速恒定，即，=E，此时电磁转矩e／V,ilA0处于交变过程，其一个周期内的平均值为eN,i／A2