单电流传感器无刷伺服电机：力矩波动抑制策略与改进控制方法

本文主要探讨了采用单电流传感器的无刷伺服电机在实际应用中遇到的力矩波动问题。无刷直流电动机普遍采用三相六拍控制方式，通过两相交替导通来形成步进式旋转磁场，理论上需要120°的梯形磁势波以保持恒定力矩。然而，实际操作中，由于反电动势波形的不理想和电感效应，电流的上升和下降时间导致相电流波形非理想，进而引发力矩波动，这对电机的控制精度、伺服性能以及运行稳定性产生了负面影响。 力矩波动问题尤其在低速和高速运行时表现明显，现有的抑制方法如饱和控制器补偿、自适应神经网络控制虽然能一定程度上减小波动，但可能带来控制算法复杂性增加。针对这些问题，文章提出了一个创新的电流检测方法，即通过准确采样产生力矩的电流，结合母线电压调节，实现了力矩电流闭环控制。这种方法避免了传统方案中的三个独立电流传感器和调节器，简化了控制电路，提高了可靠性，并且理论上可以有效地抑制低速时的换相力矩波动。 具体实现上，文章改进了逆变电路的拓扑结构，考虑电机三相对称且忽略凸极效应，通过测量每一相的实际电流来代替瞬时值的近似采样。这样不仅可以减少误差，还能精确控制转矩，从而实现更稳定的伺服性能。通过这种方式，换相力矩波动得到有效抑制，有助于提升无刷直流电机在高性能控制领域的应用潜力。 总结来说，本文的核心贡献在于提出了一种创新的电流检测和控制策略，通过单电流传感器和优化的电路设计，成功地减少了无刷伺服电机在低速时的力矩波动，提高了控制精度和电机运行稳定性，对于推动无刷电机在精密机械和自动化领域的广泛应用具有重要意义。