无刷直流电机换相转矩脉动抑制策略的探讨研究

【摘要】永磁无刷直流电机(Brushlessdirectcurrentmotor,BLDCM)替代了传统有刷直流电机的机械换相结构,保留了传统有刷直流电机的各种特征,抑制了由于电刷和换向器引起的火花、噪声和电磁干扰。与传统电励磁同步电机相比具有更多优势,例如结构简单、体积小、效率高、维护保养方便、调速性能好等。永磁无刷直流电机要使转子转动,必须存在旋转电场。一般来说,三相BLDCM具有3相定子,同一时刻为其中的两相通电,以产生旋转电场。此方法非常容易实现,但是为了防止永磁体转子被定子锁住,在知道转子磁体精确位置的前提下,必须以特定的方式按顺序为定子通电。但由于在换相时电感和反电动势的相互作用使其不能立即换相,因此产生换相转矩脉动。换相转矩脉动极大地限制了无刷直流电机在高性能工业场合中的应用。首先梳理了永磁无刷直流电机的发展过程；接着对论文的研究背景和研究意义进行了相关地分析,简要介绍了国内外永磁无刷直流电机在电动车中的研究和应用；然后对永磁无刷直流电机换相转矩脉动产生的原因进行了简要分析,并且对换相转矩脉动进行了分类；然后分析了无刷直流电机的工作原理和数学模型；其次分析了换相转矩脉动的抑制原理,提出了低速阶段和高速阶段抑制换相转矩脉动的优化策略。该方法确保在换相期间,关断相的电流下降率和开通相的电流上升率相等,继而保证在换相期间非换相相电流保持恒定。为了证实所提出的转矩脉动方法的有效性,建立了永磁无刷直流电机以MICROCHIP的dsPIC3OF2010芯片搭建实际电动自行车用直流无刷电机控制平台进行实验验证,仿真和搭建实际无刷直流电机控制平台充分验证了所提出的策略有效地抑制了电动自行车用直流无刷电机换相转矩脉动。最后对本论文进行总结和展望。永磁无刷直流电机平台的搭建,转矩脉动的研究涉及多方面的理论、方法和技术,所以还有许多新的问题有待思考和解决。不仅需要在实际应用中不断积累和完善,在以下几个方面,还需要做进一步的研究和开发：敏感性参数影响的最小化；提高电机驱动器运行可靠性研究；减小振动和噪声。
【作者】王晓锋；
【导师】林伟；
【作者基本信息】广东工业大学，计算机技术，2014，硕士
【关键词】直流无刷电机；换相转矩脉动；相电流；电动自行车；

【参考文献】
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