电源技术中的缝纫机控制器用无刷直流电机转矩脉动的研究电源技术中的缝纫机控制器用无刷直流电机转矩脉动的研究
摘要:对永磁无刷直流电机的转矩脉动的产生机理进行了分析,并根据缝纫机控制器的特点,研究了缝纫机停
机过程的换相转矩脉动情况。提出了利用重叠换相和定子电流定频采样相结合的办法,来抑制转矩脉动,并给
出了实验结果。关键词:缝纫机;停机精度;无刷直流电机;转矩脉动 O 引言 工业缝纫机作为一种机电一
体化没备,动力驱动系统是其技术的核心之一,采用无刷直流电机的缝纫机控制器与以前的产品相比,在性能
上具有很大优势。本文将针对无刷直流电机转矩脉动带来的一些问题进行分析。 永磁无刷直流电机由丁其
无换向火花,运行可靠,维护方便,结构简单,无励磁损耗等众多优点,在很多场合得到越来越广泛的应用。 l
无刷直流
摘要: 摘要:对永磁无刷直流电机的转矩脉动的产生机理进行了分析,并根据缝纫机控制器的特点,研究了缝纫机停机过程的换
相转矩脉动情况。提出了利用重叠换相和定子电流定频采样相结合的办法,来抑制转矩脉动,并给出了实验结果。
关键词:关键词:缝纫机;停机精度;无刷直流电机;转矩脉动
O 引言引言
工业缝纫机作为一种机电一体化没备,动力驱动系统是其技术的核心之一,采用无刷直流电机的缝纫机控制器与以前的产
品相比,在性能上具有很大优势。本文将针对无刷直流电机转矩脉动带来的一些问题进行分析。
永磁无刷直流电机由丁其无换向火花,运行可靠,维护方便,结构简单,无励磁损耗等众多优点,在很多场合得到越来越
广泛的应用。
l 无刷直流电机的转矩特性无刷直流电机的转矩特性
无刷直流电机的等效电路如图l所示。转矩特性是电动机性能的重要指标,其中最重要的是平均转矩和转矩的平稳性。无
刷直流电机的平均转矩比一般的电机高,但是无刷直流电机存在转矩脉动问题,这是影响无刷直流电机的应用的一个主要原
因。
引起无刷直流电机的电磁转矩脉动的主要原因有3种:齿槽转矩脉动、因非理想反电动势引起的转矩脉动以及换相转矩脉
动。其中前两者的产生跟电机的制造工艺或者转子磁钢充磁不理想有关,可以通过对电机本体的改造加以抑制。
2 换相转矩脉动的理论分析换相转矩脉动的理论分析
设换相期间,电机速度一定,电机反电动势为理想梯形波形(平顶宽度为120°),并认为换相期间各相绕组上的反电动势幅
值不变。
以电流从B相换流到C相(上桥臂换相),A相为非换相绕组的换相过程为例分析。
换相前S1和S6导通,电流从A及B两相绕组中通过;换相后是S1和S2导通,S6关断,A及C两相通电,B相绕组中的电流
通过二极管向上续流。以直流电压的中点为参考点,可以写出换相期间三相电压平衡方程:
式中:Vsa=(Sa-1/2)Vdc,Vse=(Sc-1/2)Vdc,分别表示A和C相绕组对参考点N0之间的电压,Sa和Sc为开关量,例如
Sa=1表示S1开通,S4关断;Sa=O表示S1关断,S3开通。
Vsa=(Sa-1/2)Vdc为A相绕组对参考点N0之间的电压;Vsc=(Sc-1/2)Vdc为C相绕组对参考点N0的电压,VNN0为电机的中
点对参考点之间的电压。考虑到三相Y接法的电机中有:ia+ib+ic=0,由式(1)的电压平衡方程可得
与绕组的时间常数L/R相比,可以认为PWM的周期足够小,则 忽略三相绕组的电阻的影响,则有