永磁无刷直流电机电磁转矩脉动的三种原因

2020-07-17 16:35:34 徽硕实业 749

 永磁无刷直流电机属于永磁同步电机的一类,反电动势为梯形波,驱动电流为矩形波。该类电机具备成本适中、控制逻辑简单、开发周期短、可靠性较好等特点,在工业场景得到广泛应用。但无位置传感器技术、转矩脉动抑制技术仍存在优化空间,在一定程度上制约电机性能,限制其在部分高精度工况下的使用

永磁无刷直流电机电磁转矩脉动的三种原因

 无刷直流电机电磁转矩脉动来源主要分为三类:齿槽转矩脉动、非理想反电动势带来的转矩脉动、换相转矩脉动。


 工程上常采用定子斜槽或者转子斜极的方式削弱齿槽转矩脉动。该方案会提升电机结构复杂度,加大加工难度;多数工况下还会带来效率下降以及其他衍生问题。


 受装配工艺、转子磁钢充磁一致性影响,电机实际反电动势往往偏离理想梯形波,但驱动器依旧按照理想梯形波输出矩形驱动电流,由此产生电磁转矩脉动。抑制该类转矩脉动一般需要匹配对应的控制策略,求取最优定子电流波形。精确实时采集反电动势是较为理想的方案,但工程实现难度较高;行业较为常用的手段为离线标定电机反电动势数据,再计算最优电流完成控制。


 换相转矩脉动是120°导通模式下无刷直流电机的典型问题。受绕组电感影响,换相瞬间相电流无法突变,需要经历过渡过程,实际电流波形偏离理想矩形波,趋近梯形波,由此引发电流波动,降低电机换相品质。


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