无刷直流电机在不同pwm方式下转矩脉动分析

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1、《电气自动化}2013年第35卷第2期变流技术ConverterTechniques无刷直流电机在不同PWM方式下的转矩脉动分析张克涵，吕赞。温杰，唐凡(西北工业大学，西安710072)摘要：无刷直流电机(BLDCM)电磁转矩脉动产生于电流换相时，分析了由三相全桥逆变器驱动的无刷直流电机在五种PWM斩波调制方式下的换相过程及其所产生的转矩脉动，并找出了最佳的PWM斩波调制方式，仿真及实验结果与理论分析一致。关键词：BLDCM；PWM方式；转矩脉动DOI：10．3969／j·issn．1000-3886．2013．02．005[中图分类号]TM33[

2、文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2013)02—0013—04TheAnalysisofTorqueRippleofBrushlessDCMotorsunderDifferentPWMPatternsZHANGKe．han．LUYun，WENJie，TANGFan(NorthwesternPolytechnicUniversity，Xi'anShaanxi710072，China)Abstract：ElectromagnetictorquerippleofbrushlessDCmotors(BLDCM)generatedinthecu

3、rrentcommutationinterval，thispaperpresentsacomprehensiveanalysisonthegeneratedtorqueripplesandphasecommutationinthesixswitch，Three-phaseinverterbrnshlessDCmotordrives。andfindoutthebestPWMpatternforBLDCM，Thesimulationandexperimentalresultsverifytheamplitudeofthephasecurrentandt

4、orquerippleunder5kindsofPWMpattern。whichareconsistentwiththeoreticalanalysis．Keywords：BLDCM；PWMpattern；torqueripple时，既上管换相时刻，换相过程如图1(a)和图1(b)所示，分别对U引置应Q的导通和关断，电压平衡方程如(1)所示。无刷直流电机结构简单，噪声小，效率高，功率大，在工业领域，国防领域均得到了广泛的应用。当无刷直流电机采用两两导通，三相六状态120度导通方式时，目前有5种斩波调制方式：(1)ON—PWM型，各管前60度恒通，后

5、60度PWM调制方式；(2)PWM—ON型，各管前60度PWM调制，后60度恒通方式；(3)H—PWM—L—ON型，上桥(a)Q3导通PWM调制，下桥恒通方式；(4)H—ON—L_PwM型，上桥恒通，下桥PWM调制方式；(5)H—PWM—L—PWM型，上桥PWM调制，下桥PWM调制方式⋯。由于电机在不同的调制方式下，工作情况也不一样，本文将分析电机在五种调制方式下的换相过程，由此计算换相时的电磁脉动，并比较几种调制方式的优缺点。(b)Q3关断1无刷直流电机在各种调制方式下的换向过程分无刷直流电机的电流换相发生于上管换相与下管换相时，经分析可知对于上

6、管换相：H—PWM—L—ON模式与PWM—ON模式相同，H—ON—L—PWM模式与ON—PWM模式相同；对于下管换相：H—PwM—L_oN模式与ON_PwM模式相同，H—ON—L—PWM时模式与PWM—ON模式相同。因此对于5中PWM调制方式只需要讨论其中H—PWM—L—ON、H—ON—L—PWM及H—PWM—L—PWM的上管和下管换相情况J。[i0。一0L兰M】]P[li：]J+[l茎i]J+Lv!]jc‘1)1．1H_PWM—L—oN模式1．1．1上管换相假设电机目前工作状态为Q、Q：，当工作状态变为Q、Q，收稿日期：2012—06—06=÷—

7、T1(+E6+E)(2ElectricalAutomation13《电气自动化)2013年第35卷第2期变流技术Conve~erTechniques1．1．2下管换相当电机工作状态从Q：、Q，换为Q、Q时，既下管换相时刻，Q4接替Q2，换相时刻电流流向图如图2(a)和图2(b)所示，分别[ii]P[]+[茎]+[誊]cs对应Q的导通和关断，电压平衡方程如式(3)所示。：一÷(。++Ec)(6(a)Q3导通(b)Q3关断(a)04导通0I}[I一0—0ML一0M]IlP『Lli6]Jl+『LIl丘Ei6]JIl+『Ll萋]JI}c(3)：u一23-(

8、E。++Ec)(4EI}1．2HON—L—_PWM模式[【i0。L—00一]JP[l篆]j+[l茎]j+『ln]jc‘7’