永磁無(wú)刷直流電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的三種原因
永磁無(wú)刷直流電機(jī)是一種永磁同步電動(dòng)機(jī),梯形波反電動(dòng)勢(shì)波形,驅(qū)動(dòng)電流波形是矩形,永磁無(wú)刷直流電機(jī)的永磁同步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)與低成本的同時(shí),控制方法簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn),控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期短,可靠性高,所以它廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。
然而,由于無(wú)位置傳感器技術(shù)和轉(zhuǎn)距脈動(dòng)技術(shù)有待進(jìn)一步解決和改進(jìn),限制了永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的性能,阻礙了其在高精度、高要求場(chǎng)合的應(yīng)用。
造成無(wú)刷直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)距脈動(dòng)主要包括槽型轉(zhuǎn)距脈動(dòng)、非理想反電動(dòng)勢(shì)引起的轉(zhuǎn)距脈動(dòng)和反轉(zhuǎn)距脈動(dòng)。
一般采用轉(zhuǎn)子或定子溜槽或磁槽來(lái)消除齒槽的轉(zhuǎn)距脈動(dòng)。這種方法使得電機(jī)的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,大大提高了電機(jī)的加工難度。同時(shí),在大多數(shù)情況下,它會(huì)降低效率并帶來(lái)其他問(wèn)題。
無(wú)刷直流電機(jī)常因此工況或因電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼磁化不理想的梯形波反電勢(shì)而不理想,但仍按梯形波的理想矩形波形式提供電流,產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)距脈動(dòng),消除這種新型的電磁轉(zhuǎn)距脈動(dòng),通常要采用適當(dāng)?shù)目刂品椒ǎ瑢ふ易罴训亩ㄗ与娏鞑ㄏ?,同時(shí),目前最好的方法能消除由齒槽效應(yīng)引起的轉(zhuǎn)距脈動(dòng),但目前最好的方法是精確測(cè)量反電動(dòng)勢(shì),對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)比較困難。目前最常用的方法是離線測(cè)量電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì),然后計(jì)算出最優(yōu)電流進(jìn)行控制,因?yàn)樾枰崆半x線測(cè)量才能實(shí)現(xiàn)。
換相轉(zhuǎn)距脈動(dòng)是120°導(dǎo)電模式下無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的一個(gè)特殊問(wèn)題。對(duì)于直角電動(dòng)機(jī)的繞組,由于其換向電流在換向瞬間無(wú)法改變,但存在一個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程,所以當(dāng)前波形不理想的矩形波形,梯形波的近似,導(dǎo)致電機(jī)的電流波動(dòng),使得無(wú)刷電機(jī)的換向質(zhì)量下降。
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