无刷直流电机恒功率调速技术研究

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1、电气传动2011年第41卷第3期ELECTRICDRIVE2O11Vo1．41No．3无刷直流电机恒功率调速技术的研究胡庆波(宁波乐邦电气有限公司，浙江宁波315113)摘要：在对无刷直流电机进行恒功率调速时，采用常规的超前角调制存在调速范围小，相电流大的缺点。介绍了一种新颖的功率变换器，即在传统的三相桥电路后串入晶闸管整流器。由于晶闸管电流的单向流动性，从而避免了电机恒功率调速时的馈能现象，并且在保证相电流有效值不增大的同时大大扩展了电机的调速范围。实验结果表明，采用该电路，可以保证相电流在有效值恒定的情况下使电机恒功率调速范围扩大，该方案可应用于电

2、动车辆的调速装置中。关键词：恒功率调速；无刷直流电机；晶闸管；关断角中图分类号：TM46文献标识码：AStudyforConstantPowerSpeedRangeoftheBrushlessDCMotorHUQing—bo(NingboRobustElectricCo．Ltd，Ningbo315113，Zhejiang，China)Abstract：Conventiona1phaseadvancemethodhassomedisadvantagesoflOWspeedratioandhighphasecurrentusedinbrushlessDCm

3、otorovertheconstantpowerspeedrange(CPSR)．Anovelcircuittopologywasintroduced，andathyristorcircuitisaddedintoconventionalthree—phasebridgecircuit．Theregenerationmodeofmotorcanbecanceledbecausethecurrentofthyristoronlycanflowbyonedirection，anditensuresthatthemotorhasawideCPSRwithou

4、taddingphasecurrent．Experimentalresultsverifytheproposedstrate—gYcanachieveamoreCPSR，anditcanbeappliedinelectricvehicle．Keywords：constantpowerspeedrange；brushlessDCmotor；thyristor；blankingangle分电动功率，从而在超前30。(电角度)时其输出1引言功率为零，而此时电流有效值不为零。针对电动目前，无刷直流电机广泛应用于车辆驱动，医运行时存在的能量反馈现象，本文介绍了一

5、种新疗器械、家用电器等方面。但在车辆驱动方面，要型电路拓扑，即在电机和三相桥之间串人6个晶求电机工作于额定速度以上，即需要恒功率调速，闸管。利用晶闸管单向导流能力来抑制电机反馈有的甚至需要具有10倍的调速能力。目前，对无能量。恒功率运行时，该方式下电机相电流不会刷直流电机的研究主要集中在电路拓扑]、转矩脉随电机转速升高而变大，输出电流只随着功率输动抑制]、恒功率弱磁调速等方面。在恒功率出的增加而变大。调速中，最为常规的是采用超前角调制的方法，然本文通过分析换相时每相电感上反压的大而这种调速方法受电机相电感的影响较大，当电感小，提出一种在大超前角时延长每

6、相导通时间的较小时，电机高速工作时电流将会很大。控制方法，利用该方法可以在同样输入电流下获因此，在传统的超前角调制中，电机电流会随得尽可能大的输出功率。实验结果表明，该新型电机转速的升高而增加，以至于在高速工作时，电电路拓扑可以扩展无刷直流电机的恒功率调速范机电流将会是额定电流的好几倍。该方式下，电围。同时，与常规的超前角调制相比，该方法下相机同时工作于电动和馈能两种模式，因此从电机电流有效值只与输出功率成正比，不会随电机转平均输出功率来说，馈能模式的存在抵消了一部速升高而增加。作者简介：胡庆波(1979一)，男，博士，工程师，Email：huqb@n

7、bxd．corn8胡庆波：无刷直流电机恒功率调速技术的研究电气传动2011年第41卷第3期对电机进行换相控制。同时，图2中标出了每60。2新型电路拓扑及控制方案内需要导通的开关管。图2b中a表示超前角，从图1是加入晶闸管后的无刷直流电机驱动主直流电压与线反电动势相等的位置开始计算。拓扑，其主电路拓扑由两个三相变换器组成，一个T，Q在超前于A点Of角时开通，相应地，T。，Q。是由全控功率器件组成的三相逆变电路，且每个在超前于B点a角时开通。角为关断角，这是功率器件都有反并二极管；另一个是由6个晶闸为了防止电机换相时造成短路而设置的角度，当管组成的交流整流

8、电路，这个电路的主要目的是电机电感较小时，角可以取得较小。另外，在安用来阻断全控电路反并二极管