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研究与控制驱动,不同的PWM调制方式对无刷直流电动机调速的影响

2020-07-30 09:05分类:直流电机 阅读:

 

单相电机调速原理_无刷直流微电机_无刷直流电机调速原理

摘要: 首先,阐述了五种PWM调制的调速原理,从功率器件能耗的角度,给出了PWM调速的选择原理,最后排除了HPWM-LPWM调制. 然后使用反电动势无传感器方法获得BLDCM转子位置,在PSPICE中建立四个不同的PWM速度控制仿真模型,最后给出不同PWM调制模式下的控制信号,电枢电压和电流仿真波形. 仿真结果表明,在相同的输入300V电源电压条件下,在HPWM-LON调制模式下,除了续流部分的电枢电压尖峰为400V外,电枢电压均稳定在300V,并且谐波含量低. 其他三种PWM调制方法的最小电枢电压尖峰为420 V,最大为470 V,并且谐波含量丰富. 因此,采用HPWM-LON调制方法. 与其他三种PWM调制方法相比,可以保证电动机的安全性. 操作流畅.

关键字: 无刷直流电动机;速度调节; PWM调制方式;电枢电压模拟

简介

判断永磁无刷直流电动机的平稳运行最重要的指标是在续流阶段控制转矩脉动,电枢电压尖峰电压和谐波含量[1].

控制转矩脉动的大小有两个主要考虑因素

第一: 由齿槽效应引起的转矩脉动;针对由无刷直流电动机的齿槽效应引起的转矩脉动雷诺尔软启动器说明书,文献[2]提出使用磁性槽楔来减小槽的宽度,从而改善电动机的气隙磁场,从而减小转矩脉动. 文献[3-5]提出在无刷直流电动机主体设计过程中采用斜槽法或斜极法,齿槽匹配法,辅助齿槽法和减小槽宽法. 结构体消除了由齿槽效应引起的转矩波动. 尽管无法完全消除转矩脉动,但可以有效降低转矩脉动.

第二: 相电流换向引起的转矩脉动;对于由无刷直流电动机的相电流换向引起的转矩脉动,主要采用重叠换向方法. 文献[6-7]中采用的具体方法是通过尽可能延长关闭阶段(A,B和C三相中的任何一个)的开启时间,并触发开启外部条件预先决定了接通阶段的时间,因此断开阶段和接通阶段在一段时间内重叠. 使它们重合并导通,从而抑制了由绕组电感效应引起的转矩波动. 该方法对于抑制由相电流换向引起的转矩脉动非常有效.

对于续流阶段电枢电压尖峰和谐波含量的问题,可以选择合适的PWM调制模式来选择合理的速度控制方法. 在实际的速度控制系统设计中,PWM速度控制方案易于实现,成本也不高. 由于上述原因,本文研究了使用几种不同的脉冲宽度调制模式(PWM)来调节无刷直流电动机的方法. 通过理论分析和不同PWM调制方法的实验,已经验证了速度性能的影响,尤其是对转矩脉动幅度的影响. 电机电枢电压的峰值电压和谐波含量变化很大. 因此,选择合理的PWM调制. 该方法对于电机的平稳运行非常重要.

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无刷直流电动机的PWM调速原理

无刷直流电动机的PWM(Pulse Width Modulation)调制是通过脉宽调制将直流电源转换成PWM波,从而改变施加到电动机电枢的电压的平均值,从而改变和调整电动机的速度. 直流电动机. 满足生产需要. 当使用PWM模式进行速度调节时,功率开关管的调制模式如图1所示. 在图1中,使用了HPWM-LON调制模式. 其工作模式是无刷直流电动机在两相星型星形连接状态下工作. 相应地,上臂电源开关V1,V3,V5由PWM信号控制依次导通,下臂电源开关V4,V6,V2连续导通.

图1采用PWM调速时功率开关管的调制方式

如果BLDCM系统采用两相星型三相六态导通模式,即在任何时候都只有两相绕组导通,那么使用时电枢两端的电压波形PWM调制如图2所示. 显示.

图2 PWM调制期间电枢两端的电压波形

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选择无刷直流电动机PWM调速模式的原理

2. 1 BLDCM的五种不同PWM速度控制方法

在无刷直流电动机的控制系统设计中,当采用两相传导星型三相连接时,每个电源开关管以120°为周期导通,传导相位滞后60°. 角度. 六个电源开关的导通模式由PWM信号调制. PWM信号调制有五种模式[8-9],如图3所示.

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