无刷直流电机抑制转矩脉动方法研究

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1、ELECTRICDRIVE2016Vol.46No.2电气传动2016年第46卷第2期无刷直流电机抑制转矩脉动的方法研究姚绪梁，江晓明，张燕，常英健（哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150001）摘要：由于无刷直流电机绕组存在电感，换相时电流无法突变，导致非换相电流存在波动，从而产生换相转矩脉动。提出一种新的电压补偿电路，由4个电力开关管，1个电力二极管，1个电容器组成。通过控制电力开关管导通和关断，在非换相期间，直流电压源对电容充电；在换相期间，直流电压源与电容串联，满足驱动电压等于4倍反电动势幅值，使得关断相电流

2、下降速率与导通相电流上升速率一致，非换相电流波动降低，从而有效抑制换相转矩脉动。通过仿真验证了电压补偿电路能有效地抑制换相转矩脉动。关键词：无刷直流电机；电压补偿电路；转矩脉动；驱动电压中图分类号：TM351文献标识码：AStudyAboutReducingTorqueRippleofBrushlessDCMotorYAOXuliang，JIANGXiaoming，ZHANGYan，CHANGYingjian（AutomationInstitute，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150

3、001，Heilongjiang，China）Abstract:BecauseoftheinductanceinthewindingofbrushlessDCmotor，thecurrentcan′tchangeimmediately，inthecommutationperiod，whichthenon-commutationphasecurrentrippleandcommutationtorquerippleareproduced.Presentedanewvoltagecompensationcircuit，whic

4、hincluded4powerswitches，1powerdiodeand1capacitor.Bycontrollingpowerswitchesturnedonandturnedoff，inthenon-commutationperiod，thedirectvoltagesourcechargedtothecapacitor，then，inthecommutationperiod，thedirectvoltagesourceinserieswiththecapacitor，madethedrivingvoltageb

5、eequalto4timesofthebackEMFamplitude，whichmadetheoutingphasecurrentfallingratebeequaltotheincomingphasecurrentrisingrate，thenon-commutationphasecurrentripplewerereducedandsocommutationtorquerippleweresuppressed.Atlast，theproposedmethodisconfirmedbysimulationinMatla

6、b.Keywords:brushlessDCmotor；voltagecompensationcircuit；torqueripple；drivingvoltage无刷直流电机具有结构简单，转矩大，功率来降低换相转矩脉动，主要针对微型无刷直流电密度和效率高等优点。在航空，家电，办公自动机而言，且控制方法复杂。文献［8］中提出在换［1-3］化，电动车上有广泛的应用。然而，由于无刷相期间，改变非换相的电压来降低转矩波动，仿直流电机绕组中存在电感，使得电流无法突变，真结果显示转矩脉动降低了48%，但是此方法用在换相期间，关断相电

7、流下降速率与导通相电流了过多的开关，控制困难，成本增加。文献［9］中上升速率不一致，从而非换相电流产生波动，导提出一种新的DC-DC拓扑结构，通过控制电力［4］致换相转矩脉动，限制了无刷直流电机在大功开关导通关断，在非换相和换相期间改变驱动电［5］率和高精度领域的应用。压值，实现对转矩脉动的抑制作用。针对换相转矩脉动的抑制，文献［6］中提出本文提出了一种新的电压补偿电路来抑制了在换相时改变输入电压，降低非换相电流波无刷直流电机换相转矩脉动，补偿电路由4个电动，进而抑制换相转矩脉动，但是文章未给出具力开关管，1个电力二极管和

8、1个电容器组成；通体实施的方法，只是在结果上显示转矩脉动降低过控制开关管导通和关断，在非换相期间，直流了10%。文献［7］中提出使用瞬时性电压控制器电压源对电容充电；在换相期间，直流电压源和作者简介：姚绪梁（1969-），男，博士，教授，博士生导师，Email：yao_1126@163.com7电气传动