An Advance Commutation Control Method for Low Torque Ripple of Brushless DC Motors

该文给出一种优化的无刷直流电动机变母线电压六拍控制方法。既解决了传统六拍控制策略中由于绕组电感所造成的电流滞后问题,又改善了由于换相所造成的电流脉动问题。该方法是通过在每两拍之间插入一小段缓冲区来实现的,该缓冲区使下一拍将要切入的电流提前切入,同时使当前拍将要切出的电流延迟切出。通过确定缓冲区的起始位置,即超前换相角的大小,保证每一拍所对应的相电流的中心和反电动势的中心重合。通过选取缓冲区开关器件PWM调制的占空比,降低电机运行过程中的换相转矩脉动。该文方法只需根据负载大小选取超前换相角,一旦选定适用于所有转速。文中给出了该方法的理论推导过程和实验验证波形,从实验结果可以发现,电流滞后被消除,换相电流脉动显著减小,电机的利用率得到提高。

基于改进型MPC策略的BLDCM转矩脉动抑制

针对无刷直流电机在运行过程中产生的换相转矩脉动,提出了一种基于改进型模型预测控制的控制策略。首先对无刷直流电机换相转矩脉动产生的具体原因进行分析,通过对电机位置传感器信号的检测来确定换相的起始时刻,然后利用推导得出的模型预测方程得到非换相相电流和电磁转矩下一时刻的预测值,并在代价函数中最小化上述两个参数预测值的误差平方以此来决定开关管的最佳开关状态,进而使非换相相电流不发生波动,以此来降低转矩脉动。通过仿真和实验得到:当电机负载转矩为1.5 N·m,以3000 r/min高速运行时,转矩脉动率降低约33%;当电机在400 r/min低速运行时,负载转矩为1.5 N·m,转矩脉动率降低了约23%。该控制策略在全速阶段都能够有效抑制电机运行过程中产生的换相转矩脉动。

基于电流预测控制的BLDCM换相转矩脉动抑制方法

现有无刷直流电动机换相转矩脉动抑制方法普遍存在模型复杂、过分依赖于电机本体参数导致计算困难的问题。从两相导通无刷直流电动机换相转矩脉动产生的根源出发,提出一种基于电流预测控制的无刷直流电动机直接转矩控制系统换相转矩脉动抑制方法。换相期间采用关断相和导通相脉宽调制控制策略抑制低速、高速范围的换相转矩脉动,换相计算需要的期望转矩由转矩控制环输出,通过转矩电流关系得出非换相相预测电流值。相比传统方法,该方法在电流预测过程中不需要经过复杂的公式变换,不依赖于难以测量的电感等电机本体参数,不需要进行估算,预测过程更为简单、高效,预测结果更为准确。仿真实验验证了该方法的有效性。

基于预测电流控制的BLDCM转矩控制

为降低无刷直流电动机控制系统的转矩脉动,提出两种基于预测电流控制的电机转矩控制方法.首先根据梯形反电动势特性,通过扩展的派克变换,得到电机转矩与其中一个坐标轴上的电流分量成正比,使得转矩控制等效于电流控制;然后通过对无刷直流电动机数学模型的分析,实时预测电机在不同电压矢量作用时的下一控制周期的电流,通过选择使下一时刻电流与目标电流之间差的绝对值最小的电压矢量施加于电机上,实现了基于120°导通模式的预测电流控制及混合导通模式的预测电流控制.经过实例仿真表明,两种控制方法均能有效地实现对电流、转速控制,并且具有快速的转矩响应和较小转矩脉动.

基于自适应模型预测控制的无刷直流电动机换相转矩脉动抑制策略

无刷直流电动机在工作时的换相转矩脉动严重影响了其在高精度伺服系统中的应用,为了降低这种影响,文中提出了一种自适应模型预测控制算法。在对系统进行传统方波PWM-ON控制的基础上,结合重叠换相法,以换相过程中关断相、导通相的功率受控开关管为控制对象,对其占空比进行控制。以换相期间转矩脉动最小为目标构造价值函数,建立换相期间电动机的三相离散电流方程,对关断相和导通相占空比进行预测,并引入自适应调整因子对占空比进行自适应分配。最后,通过实验验证了该算法在全速范围内的有效性。

新型无刷直流电机换相转矩脉动的抑制控制方法

文中分析了永磁无刷直流电机的换相原理,以换相电流为研究对象,在研究了电机运行于高速区和低速区时换相电流预测控制规则基础上,提出了一种抑制换相转矩脉动的方法。该方法结合了换相电流预测控制和直流母线负电流消除特性。在换相期间通过检测直流母线上的电流,采用换相电流预测,确保在换相期间关断相的电流下降率和开通相的电流上升率相等,从而保证了换相期间非换相相电流的恒定,并同时结合直流母线上负电流消除措施,有效地减小了换相电流的脉动,达到抑制换相转矩脉动的目的。通过仿真和实验验证了所述方法的正确性。

基于电流滞环控制的无刷直流电机多状态换相转矩脉动抑制方法

目前,关于无刷直流电机(BLDCM)控制方法的分析大多是在电动状态。但是,它也可能在发电状态下工作。对BLDCM转矩的控制一般通过对电机电流的控制来实现,而电流滞环控制可直接控制电机电流,获得较好的转矩控制品质。提出一种用于BLDCM电动状态和发电状态的电流滞环控制方法,不仅可以成功完成换相,还可以抑制换相区间的转矩波动。此外,还提出一种基于快速响应的滞环控制的新型转换控制方法,以同时进行换相和状态转换。

一种合成电流控制的无刷直流电机转矩脉动抑制系统

具有非换相相电流反馈的无刷直流电机的传统双闭环调速系统,因非理想梯形波反电势和非理想方波相电流存在较大转矩脉动,该文引入正比于瞬时转矩的合成电流变量,并推导出每个扇区下的合成电流与非换相相电流之间的关系式,通过控制所需合成电流的对应非换相相电流,达到抑制转矩脉动的目的。此外,为了减小换相转矩脉动,采用一种基于PWM-on的新型调制方式。该调制方式在换相期间,三相将进行配合调制,通过计算给每一相分配不同的调制占空比,使开通相和关断相的电流变化率相等。所提转矩脉动抑制方法通过相应的Matlab仿真和数字信号处理驱动实验,验证了其可行性和有效性。

基于统一式的无刷直流电动机换相转矩脉动抑制新策略

分析了无刷直流电动机(BLDCM)换相转矩脉动产生的本质,在BLDCM及逆变器数学模型的基础上推导出了不同PWM控制方式的换相转矩脉动统一式。在只有单级逆变器的调速方式下,基于直流母线电流控制,提出了一种全速度范围内抑制电动机换相转矩脉动的PWM控制方法,保证换相期间开通相和关断相电流上升率和下降率相等。该方法算法简单,与传统的控制方法相比,只需在换相时让开通相和关断相同时进行PWM控制,且无需重新计算PWM控制的占空比,易于实现数字控制,响应速度快。最后实验结果验证了该新方法抑制换相转矩脉动的显著效果,适合用于高精度要求下的无刷直流电动机控制。

基于电流预测控制的无刷直流电动机换相转矩脉动抑制

为解决无刷直流电动机(brushless DC motor,BLDCM)换相转矩脉动的问题,提出基于电流预测控制的换相转矩脉动抑制方法。首先分析换相转矩脉动产生的原理;然后采用电流预测控制同PWM_ON导通方式相结合的控制策略,在换相期间对开通相和关断相同时进行PWM调制,控制开通相的电流上升斜率和关断相的电流下降斜率相等,保证非换相的相电流保持恒定,从而减小换相转矩脉动;最后搭建了实验平台。实验表明,所提出的算法可在全速度范围内明显减小换相转矩脉动,验证了所采取策略的有效性。

无刷直流电机换相转矩脉动的电流预测控制

分析了永磁无刷直流电机换相原理,提出了一种换相电流预测控制方法以抑制换相转矩脉动.在换相期间依靠检测非换相绕组上的电流,采用换相电流预测控制的方法,确保换相期间关断相的电流下降率和开通相的电流上升率相等,从而保证了换相期间非换相电流的恒定,达到了抑制换相转矩脉动的目的;同时采用时间延迟控制(time delay control,TDC)方法分析和估计参数扰动对换相转矩脉动的影响,认为参数扰动对换相转矩脉动的影响可以忽略不计.仿真和试验验证了该方法能够有效地减小电流脉动,抑制了换相转矩脉动.

抑制无刷直流电机换相转矩脉动的新型电流控制

针对无刷直流电机换相转矩脉动问题,提出一种考虑电枢电阻的换相时刻三相电流配合调制控制方法。该方法在电机全速段换相时刻采用"导通相全开、关断相脉宽调制、非换相相保持"的三相电流控制策略;通过建立换相时刻相电流数学模型,对换相时刻每一相电流变化过程进行理论分析,确定关断相占空比与电机运行参数关系,使导通相和关断相变化速率一致,保证非换相相电流无脉动。该方法在有效抑制换相电流脉动基础上实现了高速区和低速区统一控制,避免了分区不清问题。实验结果表明:与传统换相脉动控制方法相比换相电流有明显抑制效果,全速段电机转矩脉动系数在0.1左右。

无刷直流电动机双闭环调速系统的转矩脉动抑制研究

主要阐述了具有速度/电流双PI控制器的无刷直流电动机(BLDCM)调速系统的转矩脉动抑制技术。传统无刷直流电动机双闭环调速系统因非理想梯形波反电动势和非理想方波相电流存在较大的转矩脉动,为此,提出一种相电流整形和新半桥PWM方式相结合的方法。其中,基于线反电动势常数的相电流整形技术能够解决因非理想梯形波反电动势引起的转矩脉动,通过分析相电流换相过程得到的新半桥PWM方式能够解决因非理想方波相电流引起的换相转矩脉动。通过四象限运行时的Matlab仿真和DSP驱动实验,验证了所提双闭环调速系统的转矩脉动抑制方案的可行性和有效性。

换相期间无刷直流电机转矩脉动的抑制策略

无刷直流电机的转矩脉动是影响其性能的重要因素。针对换相期间的转矩脉动进行了分析,重点研究了非理想反电势、关断相和开通相相电流变化速率不等这两个因素引起的转矩脉动,为了抑制这两个因素引起的转矩脉动,提出了分段控制的策略。该策略集成了转矩直接控制和重叠换相法的优点,可以有效抑制由非理想反电势、关断相和开通相相电流变化速率不等引起的转矩脉动。通过仿真分析验证了该方法和其中两种方法单独应用时的差异,证明了分段控制策略在换相期间抑制转矩脉动的有效性。

非换相期间无刷直流电机转矩脉动分析与抑制

无刷直流电机的转矩脉动是影响其性能的重要因素。该文针对非换相期间的转矩脉动进行了分析,重点研究了PWM_ON调制方式时的转矩脉动。PWM信号为"OFF"时续流引起的转矩脉动占主要部分,非导通相续流在一定程度上可以补偿PWM关断时造成的转矩脉动。同时,提出使用滞环电流控制方法,采用该方法可以抑制非换相期间转矩脉动。通过仿真分析和实验验证了该方法和传统方法的差异,证明了该方法在非换相期间抑制转矩脉动的有效性。

无刷直流电动机转矩脉动抑制的空间矢量电流控制策略

在传统电压空间矢量SVPWM控制基础上进行了改造,提出了一种新颖的空间矢量电流控制的策略以抑制转矩脉动,使三相定子电流输出为接近理想的矩形波;并在MATLAB/Simulink环境下,比较了几种常用的控制方式对抑制转矩脉动的效果;仿真结果表明,提出的控制策略能有效地抑制转矩脉动,提高系统性能。

无刷直流电机转矩脉动抑制方法研究综述

无刷直流电机因寿命长、体积小、输出转矩大和功率密度高等优点,广泛应用于航空航天等精准转矩控制领域,但由于结构、制造工艺和控制方式等原因,无刷直流电机在工作时不可避免会产生转矩脉动问题,限制了其应用范围。针对此问题,分析了转矩脉动产生原因,综述了通过控制电流、控制转矩、增加拓扑结构等方法抑制转矩脉动的研究现状。

电动车用永磁无刷电机转矩脉动的控制技术

无刷直流电机(BLDCM)是一种多变量和非线性的控制系统,针对永磁无刷电动机转矩脉动大、低速运行时噪声明显等主要问题,提出的自适应模糊控制器,可以克服未建模参数的影响,保证鲁棒性。该方法结合了换相电流预测控制和直流母线负电流消除特性,有效抑制了换相转矩脉动。通过仿真和实验验证了所述方法的正确性。

基于换相与电流控制对无刷直流电机非理想反电势转矩脉动的控制

从无刷直流电机转矩脉动产生的原理出发,分析了转矩脉动在非理想反电势情况下产生的原因,并提出通过提前角开通换相法与电流控制相结合的控制策略以减少电磁转矩脉动。仿真结果证明该控制策略能有效地控制由非理想反电势引起的无刷直流电机换向产生的电磁转矩脉动。

永磁无刷直流电机换相转矩脉动的抑制研究

永磁无刷直流电机因其自身结构与换相方法的特质,导致其在运行过程中存在较大的换相转矩脉动,阻碍了它在高精尖领域中的运用.针对这一问题,本文将通过滞环电流控制策略对实际相电流与给定的参考电流进行实时对比,使电机能够获得合理的触发信号.最后,利用MATLAB软件进行仿真验证,该策略成功地削弱了换相转矩脉动,完善了永磁无刷直流电机的工作特性.