直流无刷电机转矩波动原因
直流电机电流波动大的原因
直流电机电流波动大的原因
直流电机电流波动大的原因可能有以下几点：
1. 电源电压波动：直流电机的电流取决于电源电压和电机的负载。
如果电源电压波动较大，会直接影响电流的波动。
2. 负载变化：直流电机的电流还受到负载的影响。
如果负载变化较大，电流也会相应地波动。
3. 线路电阻：线路电阻较大或电机和电源之间的连接不良会导致电流的波动。
4. 磁通波动：直流电机的磁通也会影响电流的大小。
磁通的波动可能是由于磁铁参数的变化，如磁铁温度的变化或磁铁老化等造成的。
5. 电机参数变化：直流电机内部的参数变化，如励磁电流的变化、反电动势的变化等，也会导致电流的波动。
6. 控制系统稳定性差：如果直流电机的控制系统稳定性较差，调节不当或控制器的响应速度较慢，也会导致电机电流的波动。
为了解决直流电机电流波动大的问题，可以采取如下措施：
1. 优化电源稳定性：确保电源的稳定性，使用稳压、滤波等措施来降低电源电压的波动。
2. 负载平稳：优化负载的设计，尽量使负载变化较小，避免大的负载跳变。
3. 减小线路电阻：确保线路电阻最小化，同时确保电机和电源之间的连接良好。
4. 定期维护和检修：定期检查和维护直流电机，确保电机的各项参数和磁铁状况正常，避免因电机内部参数变化导致的电流波动。
5. 优化控制系统：采用先进的控制算法和控制器，提高控制系统的稳定性和响应速度，减小电流波动。
总之，直流电机电流波动大的原因是多方面的，需要综合考虑并采取相应的措施进行改进。
永磁无刷直流电机转矩波动及其抑制的探讨
16
西 安 ห้องสมุดไป่ตู้ 通 大 学 学 报
第31卷
T em ( t) = 0. 412 5 + 0. 004co s30Ξt + …
( 10) ( ) 由式 10 可以计算出 n = 1 500 r m in、T = 3. 4 . kg cm 时优化电流后的转矩波动情况, 如图 6 所示
E1 E7 E 13 E5 E 11 E 17 E 23 E 29 E5 E 11 E 17 E 23 E 29 E 35 E1 E7 E 13 E 19 E 25 E7 E 13 + E 1 E 19 + E 5 E 25 E 31 E 37 E 11 E 17 E 23 E 11 E 17 + E 5 E 23 E 29 E 35 E 41 E1 E7 E 13 E 19 E 13 E 19 + E 7 E 25 + E 1 E 31 E 37 E 43 E5 E 11 E 17 E 17 E 23 + E 11 E 29 + E 7 E 35 E 41 E 47 E1 E7 E 13
第10期
刘 文等: 永磁无刷直流电机转矩波动及其抑制的探讨
13
顺序导通, 从而使定子电流尽可能与参考电流接近.
(a ) 电机的原理框图
(b ) 同步采样电流控制的原理框图
图1 永磁无刷直流电机驱动
1 转矩计算的公式推导及转矩波动的抑制
1. 1 转矩计算的公式推导
这里研究的是无中性线 Y 形连接的三相永磁同步电动机, 它代表了许多应用场合中的绝 大多数无刷直流电机. 为了简化计算, 作如下假设: ( 1) 电枢反应相对于励磁来说可以忽略; ( 2) 定子电流对称且无偶次谐波; ( 3) 定子绕组对称; ( 4) 转子磁场分布关于极轴对称; ( 5) 反馈电流和相应反电势的基波分量保持同相; ( 6) 不考虑凸极效应 . 无刷直流电机的电磁转矩可以看作是定子绕组中的电流与转子磁场相互作用而产生的, 根据假设条件, 采用永磁同步电动机的无刷直流电机的电磁转矩可以由定子相电流和转子反 电势表示为 ( 1) T em ( t) = [ ea ( t) ia ( t) + eb ( t) ib ( t) + ec ( t) ic ( t) ] W 式中 . W 为转子角速度 根据假设条件, A 相反电势可以表示为 ea ( t) = E 1 sin Ξt + E 3 sin3Ξt + E 5
无刷直流电机换相转矩脉动分析及抑制
无刷直流电机换相转矩脉动分析及抑制近年来，随着技术的进步，无刷直流电机（BLDC）经常被应用到多种领域，这种电机具有良好的稳定性、可靠性、节能性和高效率等特点。
无刷直流电机采用驱动器来驱动其旋转，并通过换相来控制其转速。
但是，在实际的换相过程中，由于硬件结构和电路的特性，会引起换相转矩脉动这种不利的现象。
因此，为了提高无刷直流电机的精确性和可靠性，如何有效的抑制换相转矩脉动成了当前应用无刷直流电机的研究人员面临的一个重要问题。
为了解决换相转矩脉动问题，我们首先需要了解换相转矩脉动的本质及其影响因素。
首先，换相转矩脉动是由于驱动器控制电机时产生的脉动现象，其主要原因是电机的动态特性，例如电机的电流响应与输入电压时间延迟、滞后特性，以及电机阻抗等。
此外，控制器的设计也会影响换相转矩脉动的大小，例如电压控制（PWM）、电流控制等。
此外，电机的结构参数，如齿数、磁极和电枢直径等，也会影响换相转矩脉动的大小。
为了降低换相转矩脉动，需要从两个方面出发。
首先，。
控制算法设计。
控制算法是控制电机转矩脉动的核心，根据电机的特性，采用适当的控制算法，可以有效的抑制换相转矩脉动。
例如，在电机控制中采用模糊控制和自适应控制等算法，可以有效的抑制转矩脉动；此外，采用调整电压滤波器参数的方法也可以减小换相转矩脉动。
其次，需要采取设计优化的方法。
设计优化可以改变电机结构参数，提高电机控制系统的精确度，从而有效地减少换相转矩脉动。
例如，可以考虑增加电机齿数，增加舵机驱动器输出电流，减少电机阻抗等。
此外，可以从电机材料和结构参数方面考虑优化结构，以降低电机内部转矩脉动。
此外，为了更好的抑制换相转矩脉动，除了考虑控制算法和设计优化外，还可以考虑采用某种机械补偿方法。
比如，采用小型回路控制器，可以有效抑制换相转矩脉动，其原理是在无刷直流电机换相过程中，采用小型回路控制器对转矩信号进行补偿，从而减小换相转矩脉动的大小。
综上所述，换相转矩脉动是应用无刷直流电机的一个致命性问题，控制算法、设计优化和机械补偿等方法可以有效的抑制换相转矩脉动，从而提高无刷直流电机的精确性和可靠性。
直流电机不稳定的原因
直流电机不稳定的原因1. 异常电压直流电机的不稳定性可能是由于供电系统中的异常电压引起的。
以下是可能导致直流电机不稳定的一些异常电压情况：1.1. 电源波动当供电系统中的电源波动时，直流电机可能会出现不稳定现象。
这种波动可以是瞬时的或持续性的，导致电机输出功率和速度波动。
1.2. 供电线路问题供电线路中存在接触不良、断路或短路等问题时，会导致直流电机工作不稳定。
这些问题可能导致电流波动，进而影响到电机的转速和输出功率。
1.3. 高阻抗接地当供电系统中存在高阻抗接地时，会导致地线悬浮，进而引发直流电机振荡或不稳定运行。
这种情况下，应及时解决接地问题，确保地线连接良好。
2. 磁场问题直流电机的磁场也可能是其不稳定性的原因之一。
以下是与磁场相关的可能原因：2.1. 磁极损坏如果直流电机的磁极损坏或变形，会导致磁场分布不均匀，进而引发电机的不稳定运行。
这种情况下，应及时更换损坏的磁极。
2.2. 磁场干扰当直流电机附近存在强磁场干扰源时，可能会对电机的磁场产生影响，导致电机不稳定。
这种情况下，应将干扰源远离电机或采取屏蔽措施。
2.3. 磁场反转如果直流电机的磁场反转，即正常情况下的北极变成了南极，会导致电机不稳定甚至无法正常工作。
这种情况下，应检查电机的绕组是否接反，并进行修复。
3. 机械问题直流电机的机械部分也可能导致其不稳定性。
以下是一些与机械问题相关的原因：3.1. 轴承问题当直流电机轴承损坏或润滑不良时，会导致轴承摩擦增加，进而引发电机振动和不稳定运行。
在这种情况下，应及时更换轴承并进行润滑。
3.2. 不平衡负载如果直流电机的负载不平衡，会导致电机在运行过程中产生震动，进而影响到电机的稳定性。
这种情况下，应调整负载的分布，使其均匀分布在电机轴上。
3.3. 温度问题当直流电机过热或环境温度变化较大时，可能会导致电机不稳定。
过高的温度会影响到电机的绝缘性能和磁场稳定性。
应确保电机正常工作温度范围内，并做好散热工作。
无刷直流电机换相转矩脉动分析及抑制
无刷直流电机换相转矩脉动分析及抑制今天，无刷直流电机已经成为机器人技术和智能设备的重要组成部分。
无刷直流电机在实际应用中，常常伴随着脉动，甚至会影响其精度和可靠性。
因此，分析无刷直流电机（BLDC）换相转矩脉动，并针对脉动进行抑制，对于BLDC电机的高效运行具有重要意义。
一般来说，BLDC换相转矩脉动的产生是由于模块内的无刷直流电机的基本特性所导致的。
它的发生取决于绕组连接方式、换相控制器设计以及磁铁设计等因素。
BLDC脉动电机可以从三个方面分析，分别是：脉动温度、力矩和角度，它们是研究BLDC换相转矩脉动最基本的分析参数。
要想了解BLDC换相转矩脉动的机理，就必须分析这三项参数的变化，并且针对其中的脉动进行抑制，以便获得良好的驱动性能。
为了抑制BLDC换相转矩脉动，大多数技术方法都是基于延迟时间的控制，即增加模块内的换相控制器的延迟时间，以增加绕组停止状态的时间。
此外，还可以通过调整磁铁内磁通率及磁路磁束密度来抑制脉动。
数字控制器会根据实时获取的信号，调整换相结构，以降低脉动，从而提高无刷直流电机的精度和可靠性。
此外，可以通过计算机模拟对BLDC换相转矩脉动的抑制进行深入研究。
首先，通过模拟软件分析BLDC换相结构和无刷直流电机的特性，然后根据研究结果，选择合适的参数，如换相电路设计、磁铁磁通率、延迟时间等，以有效地抑制脉动。
本文详细阐述了无刷直流电机换相转矩脉动分析及抑制的具体技术方法。
首先，结合基本特性分析了脉动温度、力矩和角度变化，然后，根据分析结果选择有效的抑制手段，如延迟控制、调整磁铁磁通率，最后，通过计算机模拟进行深入研究。
经过系统的研究，可以获得有效的结果，从而提高无刷直流电机的精度和可靠性。
稀土永磁直流无刷电机力矩波动浅析
收 稿 日期 ：０ ７ ８ ２ ２ ０ —０ 一ｌ 作 者简 介 ： 英 振 （９ ６ ） 男 ， 族 ， 徐 １ ７一 ， 满 内蒙 古人 ， 头 市 永磁 电机 研 究 所 ， 程 师 ， 包 工 主要 从 ห้องสมุดไป่ตู้ 稀 土 永磁 电机 设 计 ， 承担 过 国家 ８３计 划项 目及 多次 国 防科研 重 点 工程 配套 高精 密 电机 研 发 项 目。 ６
徐 英 振 ， ・稀 土 永 磁 直 流 无 刷 电 机力 矩 波 动 浅 析 等
样 会 产 生 电机 转 矩 的 波 动 。
２． ２ 减 小 波 动 的 方 法
２０ ０ ７年 第 ２ 期 １
论 的 成 熟 ， 模 糊 自适 应 控 制 、 模 变 结 构 控 制 、 如 滑 卡 尔 曼 滤 波 等 控 制 理 论 在 实 践 中 被 应 用 ， 机 控 制 可 电 以 实 现 全 软 件 控 制 ， 应 的 这 一 问 题 可 能 会 有 更 经 相
维普资讯
第 ２ 期 总 第 １１期 １ ５
２０ ０ ７年 １ １月
内 蒙 古 科 技 与 经 济
Ｉ ｎ ｒＭｏ ｇ ｌ ｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ＆ Ｅｃ ｎ ｍｙ ｎ ｅ ｎ ｏｉ Ｓ ｉｎ ｅ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｏｏ
Ｎｏ． ． ｔ ｅ １ ｈ ｉＳ ｅ ２１ ｈ ５１ｔ ＆ Ｕ ＮＯ ２０ Ｖ． ０７
中 的 解 决 办 法及 在 实践 中 取 得 的 成 效 。 关 键 词 ： 土 永 磁 直 流 无 刷 电 机 ； 矩 波 动 稀 力 中图分类号 ： ＴＭ ３ １ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ７ ６ ２ （ ０ ７） １ ０ ３ ～ ０ １０ － ９ １ ２ ０ ２ — ４ ０ ２ 行傅立 叶变换 ， 可求 的瞬时转矩 的表 达式 ： 则
电机转矩波动产生的原因与测试方法
电机转矩波动产生的原因与测试方法什么是转矩波动？它对电机运行有什么影响？如果有，影响大不大呢？它对我们生产生活有什么意义？我们又该如何测试转矩波动呢？一、什么是转矩波动转矩波动是各种工作机械传动轴的时候出现扭矩的波动，与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系，转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。
通俗地讲就是电机由于机械结构和本身转子惯量输出一定转矩的上下波动。
转矩波动主要受齿槽力矩、电磁波动力矩、电枢反应和机械工艺等因素的影响较大，也正是因为这些因素都是电机本身机械结构引起的，导致转矩波动测试也尤为困难，而且精度不高。
图1 转矩波动趋势二、转矩波动的影响电机直接作用于负载，在运转过程中，其自身由于齿槽力矩、电磁效应和加工装配工艺等产生的转矩波动将直接传递到负载上，从而对系统速度平稳性及控制精度产生影响。
尤其在轻载和低转速状态下，波动力矩占电机输出力矩比例相对较大，这种影响更加不能忽略。
因而准确测量波动力矩就成为电机实际应用中需要解决的问题。
图2 转矩波动测试三、转矩波动测试方式按照国标《GB/T30549-2014交流伺服电机通用技术条件》的测试依据来看共有以下测试方式：1、堵转法用磁粉制动器作为负载，测量电机在额定电流时，转子在360/（2p）（p为电机极对数）范围内均分10点上的堵转转矩，分别找出堵转转矩最大值和最小值，即可利用公式计算出转矩波动。
式中：K ——转矩波动系数；Tmax——最大堵转转矩；Tmin——最小堵转转矩。
2、直接测试法用磁粉制动器作为负载，利用负载电机让被测电机工作在连续工作区中规定的最大转矩，控制电机运行在最低转速下，用转矩传感器记录电机在运行一周时的转矩，记录最大转矩和最小转矩，即可利用公式计算出转矩波动系数。
（公式同堵转法）图3 测试部分由于转矩波动测试条件较为苛刻，现如今测试方式主要以堵转法为最优。
无刷直流电机转矩脉动抑制方法
无刷直流电机转矩脉动抑制方法摘要：一、引言二、无刷直流电机转矩脉动的原因1.电枢电阻的变化2.电枢电感的影响3.逆变器输出电压的波动4.负载变化三、转矩脉动抑制方法1.优化逆变器控制策略2.采用磁场定向控制3.调整电机的开关频率4.滤波器设计四、实验结果与分析1.实验平台的搭建2.不同抑制方法的对比3.转矩脉动抑制效果五、结论与展望正文：一、引言无刷直流电机（Brushless DC Motor，简称BLDCM）因其高效率、高扭矩密度、结构简单等优点，在众多领域得到了广泛应用。
然而，BLDCM在运行过程中存在转矩脉动问题，这会影响电机的性能和可靠性。
本文针对这一问题，对无刷直流电机转矩脉动抑制方法进行了研究。
二、无刷直流电机转矩脉动的原因无刷直流电机转矩脉动主要来源于以下几个方面：1.电枢电阻的变化：由于电机运行过程中温度变化、磨损等因素，电枢电阻会发生变化，从而导致转矩脉动。
2.电枢电感的影响：电枢电感会引起电流的滞后，使得电机的输出转矩产生波动。
3.逆变器输出电压的波动：由于逆变器控制芯片、功率器件等参数的不稳定性，输出电压存在波动，进而导致转矩脉动。
4.负载变化：电机负载的变化会引起转矩脉动，影响电机的性能。
三、转矩脉动抑制方法本文提出以下几种转矩脉动抑制方法：1.优化逆变器控制策略：通过改进逆变器控制方法，如采用矢量控制、直接转矩控制等，降低转矩脉动。
2.采用磁场定向控制：通过磁场定向控制策略，使得电机的磁场和电流相互独立控制，从而减小转矩脉动。
3.调整电机的开关频率：通过改变电机的开关频率，可以减小电枢电阻和电感的影响，降低转矩脉动。
4.滤波器设计：在电机控制系统中加入滤波器，如LC滤波器、谐波滤波器等，对电流、电压进行滤波，减小转矩脉动。
四、实验结果与分析为验证所提方法的有效性，本文搭建了实验平台，并对不同抑制方法进行了对比。
实验结果表明，采用磁场定向控制和优化逆变器控制策略时，电机的转矩脉动得到了显著抑制。
无刷直流电机换相转矩脉动分析及抑制
无刷直流电机换相转矩脉动分析及抑制
无刷直流电机技术的出现的促进了电机控制的发展，它的特点是低成本、高效率、噪音小等，已成为电机控制领域的一种重要形式。
在实际操作过程中，无刷直流电机的运行十分不稳定，脉动程度较大，这些脉动对负载有很大的影响，严重时甚至还会对机器因此出现故障。
因此，研究如何抑制这种脉动具有重要意义，这也正是本文研究的焦点。
首先，本文从理论角度分析了无刷直流电机换相转矩脉动的成因，包括在换相过程中的磁场失衡及换相时间的偏移等。
换相时感应磁场衰减所带来的电感抗及受控电路因素导致的换相转矩脉动等。
其次，本文着重研究了无刷直流电机换相转矩抑制的方法，包括增加负责增大负载扭矩的措施，调整换相时间以减小脉动、运用调压电路来减小脉动等。
最后，本文以实际应用为依据，对无刷直流电机进行了仿真分析，分析了控制抑制脉动的效果，研究发现，采用抗制脉动的方法可以有效减少电机换相转矩脉动，达到更好的应用效果。
从上述分析可以看出，无刷直流电机的换相转矩脉动的抑制是有实际意义的，应用上采用合理的抑制方案可以有效降低脉动，降低机械设备故障及降低能耗。
该研究可为无刷直流电机换相转矩脉动抑制提供借鉴，为机器设备更稳定运行提供参考依据。
本文讨论的内容仅限于无刷直流电机换相转矩脉动抑制，在其它相关抑制方面并没有涉及到，未来可以对更
广泛的电动机抑制进行探究，以便更好的解决机械设备运行的安全性和可靠性问题。
总之，本文深入分析了无刷直流电机换相转矩脉动的特点及抑制方法，结果表明采取有效抑制方法可以较好地抑制脉动，从而提高电机控制质量，带来更高的机器设备运行效率。
无刷直流电机 转矩波动 特点
无刷直流电机转矩波动特点无刷直流电机的转矩波动特点
无刷直流电机是一种采用电子换向器控制电机转子进行换向的电机，相比传统的刷式直流电机，无刷直流电机具有许多优势，其中之一就是其转矩波动特点。
转矩波动是指在电机运行过程中，由于电机设计或控制不当，导致电机输出转矩出现振动或波动的现象。
无刷直流电机的转矩波动特点是指在工作过程中，其输出转矩的大小会发生周期性的波动。
无刷直流电机的转矩波动特点主要源于其电子换向系统的工作原理。
无刷直流电机采用了电子换向器来控制电机转子的换向，电子换向器会根据外部控制信号，精确地控制电机转子的位置和速度。
然而，由于电子元件的工作稳定性以及传感器的准确性等方面的限制，电机的换向过程会在一定程度上引入转矩波动。
转矩波动对无刷直流电机性能的影响有两个方面。
首先，转矩波动会导致电机输出转矩的大小在一个周期内有所变化，这可能会对电机驱动系统的控制性能产生一定的影响。
其次，由于转矩波动会引入机械振动，因此在某些应用场景下，转矩波动可能会对电机的运行平稳性、噪音以及机械系统的寿命产生影响。
为了减小无刷直流电机的转矩波动，可以采取一些措施。
例如，优化电机的设计与制造工艺，提高电子换向器的控制精度，改进传感器的准确性等等。
此外，通过采用合适的控制算法和滤波器，也可以有效地减小电机转矩波动。
总的来说，无刷直流电机的转矩波动特点是由其电子换向器系统引起的，转矩波动的大小与电机的设计、制造以及控制等方面因素密切相关。
对于不同的应用场景，需要根据具体情况采取相应的措施来减小转矩波动，以确保电机的正常运行和性能表现。
电磁因素引起的无刷直流电动机转矩波动与抑制
Ａｎａｙｓｓ ａ ｄ ｔｏ ｏ ｅ ｔ ｏ ｇｎ ｔｃ Ｔｏ ｑ ｐ ｅ ｏ ｕｓ ｅ ｓ ＤＣ ｏ ｏｒ ｌ ｉ ｎｄ Ｒｅ ｕｃ ｉ ｎ ｆ Ｅｌｃ ｒ ｍａ ｅ ｉ ｒ ｕｅ Ｒｉ ｐｌ ｆＢｒ ｈｌｓ Ｍ ｔ Ｗ ＡＮＧ — ｕ ｎ ， Ｌ ＮＧ ｉｈａ Ａｉｙ ａ －． Ｉ Ｚｈ — ｏ
王 爱元 ，凌 志 浩
（ ． 华 东 理 工 大 学 ，上 海 １ ２０ ３ ０ ２７；２ ．上 海 电 机 学 院 ，上 海 ２０４ ） ０ ２ ０
摘 要 ：对 由电磁 因素 引起 的无 刷 直 流 电动 机 转 矩 波 动 的原 理 分 析 和理 论 探 讨 的基 础 上 ， 以两 相 无刷 直流 电动机 为例 给 出了相 应 转 矩 波 动公 式 的 推 导过 程 ，提 出 了一 种 通 过控 制 电机 电流 抑 制 电磁 转矩 波动 的策 略和 实现方 法 ，并通 过仿 真计 算验证 了该 方 法 的可行 性和 有效性 。
起 的转矩 波 动进 行 了 深 入 研 究 。首 先 以两 相 无 刷 直 流电机 为 例 推 导 出 转 矩 波 动 公 式 ，进 行 转 矩 波
一
（ ） 略齿槽 、换 相过程 和 电枢反 应等影 响 ； １忽 （） ２ 电枢 绕组 在定 子 内表 面 均匀连 续分 布 ； （ ） 隙磁场 和 电流波形 均 为理想 方波 ； ３气 （） ４ 转速 的变化 在 一个磁 状 态期 间保持 不变 。
（ ．Ｅ ｓ Ｃ ｉａＵ ｉ ｒ ｔ ｏ ｃ ｎｅ＆ Ｔ ｃ ｎｌｇ ，Ｓ ａｇ ａ ２ ０ ３ ，Ｃ ｉａ １ ａｔ ｈｎ ｎｖ ｓｙ ｆ ｉ ｃ ｅ ｉ Ｓ ｅ ｅ ｈ ｏ ｙ ｈｎ ｈ ｉ ０ ２ ７ ｈｎ ； ｏ ２ ｈ ｎ ｈｉ ｉ ｊ Ｕ ｉｅｓｙ ｈ ｎｈ ｉ ０ ２ ０，Ｃ ｉａ ．Ｓ ａ ｇ ａ Ｄａ ｉ ｎｖｒｉ ，Ｓ ａ ｇａ ２ ０ ４ ｎ ｔ ｈｎ ）
永磁无刷直流电机的转矩脉动抑制的控制策略研究
永磁无刷直流电机的转矩脉动抑制的控制策略研究一、本文概述随着现代电力电子技术和控制理论的快速发展，永磁无刷直流电机（Permanent Magnet Brushless Direct Current Motor, PMBLDCM）作为一种高效、节能且维护要求低的电机类型，在诸多领域如电动汽车、航空航天、家用电器等中得到了广泛应用。
然而，转矩脉动作为PMBLDCM的一个重要问题，严重影响了其运行平稳性和控制精度。
因此，研究PMBLDCM的转矩脉动抑制控制策略，对于提升电机性能、推动相关领域的技术进步具有重要意义。
本文旨在深入研究和探讨PMBLDCM的转矩脉动抑制控制策略。
文章将介绍PMBLDCM的基本结构和工作原理，分析转矩脉动的产生机理及其对电机性能的影响。
综述现有的转矩脉动抑制方法，包括但不限于脉宽调制策略、电流控制策略、磁场优化策略等，并评估其优缺点和适用场景。
在此基础上，本文将提出一种新型的转矩脉动抑制控制策略，并详细阐述其设计原理和实现方法。
通过仿真实验和实际应用案例验证所提控制策略的有效性，并探讨其在不同应用场景下的优化潜力。
本文的研究不仅有助于深化对PMBLDCM转矩脉动问题的理解，也为实际工程应用中的转矩脉动抑制提供了有力的理论支持和实用技术。
通过本文的研究，期望能为PMBLDCM的进一步优化和应用推广提供有益的参考和启示。
二、永磁无刷直流电机转矩脉动产生原因分析永磁无刷直流电机（Permanent Magnet Brushless DC Motor, PMBLDCM）作为一种高效的电机类型，其转矩脉动问题一直是研究的重点。
转矩脉动不仅影响电机的平稳运行，还可能引发振动和噪声，降低电机的使用寿命和性能。
因此，分析转矩脉动产生的原因，对于制定有效的控制策略至关重要。
换相过程的影响：PMBLDCM在换相过程中，由于电子换相开关的动作延迟或不同步，导致电流换相不顺畅，从而引发转矩脉动。
换相过程中电流的突变也会引起电机磁场的瞬间变化，进而产生转矩脉动。
无刷直流电机换相转矩脉动分析及抑制
无刷直流电机换相转矩脉动分析及抑制经过几十年的发展，无刷直流电机已经成为电动机驱动技术中最重要的一种。
随着无刷直流电机应用的不断扩大，该电机的换相转矩脉动是影响机器运行的重要因素之一。
因此，对于无刷直流电机换相转矩脉动的分析与抑制就显得极其重要。
首先，在讨论换相转矩脉动之前，必须先了解其产生的原因。
由于无刷直流电机的结构特点，在正常换相过程中，由于转子在换相期间所受到的旋转惯性力，当电机换相时会产生较大的脉动转矩。
这种脉动转矩不仅会影响电机的正常运行，而且还会对作动机运行产生较大的干扰。
因此，有效抑制换相转矩脉动对于实现电机驱动技术的发展与实现负荷控制具有十分重要的意义。
其次，要有效抑制换相转矩脉动，通过电子控制来改善电动机的换相过程显得十分重要。
通过改变电源频率，可以有效地减小换相时产生的脉动转矩。
此外，可以考虑在电机换相时改变转子电路欧姆数，以降低转矩脉动最大值以及改善转矩曲线的稳定性，进而提高电机的可靠性。
另外，在控制系统中引入一定的滞回环路，可以进一步改善电机换相脉动的抑制效果。
最后，当电机换相时，可以通过合理的设计和有效的驱动来抑制转矩脉动。
首先，在电机设计过程中，可以通过改变电源电压、电流以及转子电路的欧姆数，以改善电机的换相特性。
其次，在驱动方面，引入一定量的电容，可以通过减小电源电压的脉动从而减小换相转矩脉动。
最后，要减小换相转矩脉动，要采取有效的驱动技术，如采用双列技术，实现无刷直流电机的精确控制。
总之，无刷直流电机换相转矩脉动的分析与抑制是影响电动机驱动技术的重要因素，可以通过合理的电源频率选择、有效的驱动技术以及设计合理的滞回环路等方法，有效地抑制电机换相转矩的脉动。
而无刷直流电机的发展迫切需要更高性能的电机驱动技术，而有效抑制换相转矩脉动正是实现此目标的关键步骤。
因此，无刷直流电机换相转矩脉动分析与抑制将是未来发展的重要方向，对于无刷直流电机及其相关技术的发展具有重要意义。
永磁正弦无刷直流电动机力矩波动的测量
永磁正弦无刷直流电动机力矩波动的测量永磁正弦无刷直流电动机是目前应用最为广泛的电动机类型之一。
它具有高效率、低噪声、稳定性好、寿命长等优点，已经广泛应用于电动汽车、航空航天、机器人等领域。
然而，永磁正弦无刷直流电动机在运行过程中会出现力矩波动的现象，这会严重影响其性能和稳定性，因此测量永磁正弦无刷直流电动机力矩波动是非常重要的。
永磁正弦无刷直流电动机的力矩波动是由许多因素共同作用引起的。
其中，电机的机械结构、磁场分布、电学特性等是主要的原因。
因此，测量永磁正弦无刷直流电动机力矩波动需要对以上因素进行分析和考虑。
在永磁正弦无刷直流电动机力矩波动的测量中，需要采用一些专门的仪器和设备。
下面介绍几种常见的测量方法。
首先是电流测量法。
通过在电机输入电流的不同位置，获得电机不同的机械特性和负载特性，可以较好地测量电机的力矩波动。
这种方法需要使用电流传感器等专门的测量设备。
其次是转矩测量法。
这种方法是通过安装转矩表或称力表在电机的输出轴处来测量电机的力矩波动。
这种方法可以直接测量电机某一时刻的输出转矩，非常准确，但需要专门的测量设备。
另外，还可以采用振动测量法和声学测量法等方法。
这些方法可以通过测量电机的振动和噪声来间接反映电机的力矩波动情况。
这种方法简单易行，但相对准确度稍差。
在实际应用中，需要综合考虑以上各种因素，选取合适的测量方法和设备，来获得更为准确的测量结果。
最后，对于永磁正弦无刷直流电动机力矩波动的测量结果，需要进行分析和处理。
通过对测量结果的分析，可以确定电机存在力矩波动，进而针对力矩波动的原因进行改进和优化，提高电机的性能和稳定性。
总之，永磁正弦无刷直流电动机力矩波动的测量对于电机的性能和稳定性具有重要的影响。
需要综合考虑电机的机械结构、磁场分布、电学特性等因素，采用合适的测量方法和设备，对测量结果进行分析和处理，最终实现优化电机性能和稳定性的目的。
无刷电机力矩波动的原理分析及降低方法
无刷电机力矩波动的原理分析及降低方法
蔡士齐
【期刊名称】《微特电机》
【年(卷),期】1990(000)002
【摘要】无刷电机力矩波动的原因主要有两个方面:(1)电磁力矩波动;(2)齿槽力矩波动。
其它还有轴承摩擦阻力矩不均匀等。
电磁力矩波动是磁钢磁通与线圈电流相互作用产生的;齿槽力矩波动是磁钢磁通与铁心的齿槽相互作用产生的,也称为磁阻力矩波动,它同线圈中的电流无关。
无铁心齿槽的电机只存在前者,有铁心齿槽的电机两者都存在。
本文仅就有铁心齿槽电机的力矩波动原理及降低方法,作些分析介绍。
【总页数】6页(P11-16)
【作者】蔡士齐
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TM380.142
【相关文献】
1.混合励磁无刷电机的调磁原理与实现方法 [J], 李优新;王鸿贵;何鸿肃;刘方铭;姚震
2.降低齿槽转矩的闭口槽结构永磁无刷电机分析及设计方法 [J], 周洲;杨立
3.永磁无刷电机转矩脉动分析及削弱方法 [J], 李节宝;章跃进
4.无刷直流电动机力矩波动分析及其降低方法 [J], 郑军;谢国栋
5.直流无刷电机产生换相噪声的原理及抑制方法 [J], 罗惜珍;张嘉鑫
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直流电机调速转矩变化
直流电机调速转矩变化引言：直流电机是一种常见的电动机，广泛应用于工业生产和日常生活中。
在直流电机的应用过程中，调速转矩变化是一个重要的技术指标。
本文将从调速和转矩两个方面探讨直流电机的特性和调整方法，以期对直流电机的调速转矩变化有更深入的理解。
一、直流电机的调速特性1. 调速原理直流电机的调速是通过控制电机的输入电压、电流或电阻来实现的。
常见的调速方式包括电压调速、电流调速和外加电阻调速。
2. 电压调速电压调速是通过改变电机的输入电压来改变电机的转速。
当电压增大时，电机的转速也会增大，反之亦然。
电压调速主要通过变压器或者电压控制器实现。
3. 电流调速电流调速是通过改变电机的输入电流来实现转速的调节。
电流调速可以通过串联电阻、串联电感或者改变电源电压来实现。
4. 外加电阻调速外加电阻调速是通过在电机的电路中增加电阻来改变电机的转速。
通过增加电阻，可以降低电机的转速。
二、直流电机的转矩特性1. 转矩原理直流电机的转矩是电机产生的旋转力矩，用于驱动负载的转动。
电机的转矩与电机的电流成正比，与电机的磁场强度成正比。
转矩越大，电机的驱动能力越强。
2. 转矩与电流关系直流电机的转矩与电机的电流成正比。
当电机的电流增大时，转矩也会增大，反之亦然。
因此，通过改变电机的电流可以实现转矩的调节。
3. 转矩与磁场强度关系直流电机的转矩与电机的磁场强度成正比。
磁场强度越大，电机的转矩也越大。
因此，通过改变电机的磁场强度可以实现转矩的调节。
三、直流电机的调整方法1. 转矩调整方法（1）改变电机的电流：通过改变电机的输入电流可以实现转矩的调节。
增大电流可以增大转矩，减小电流可以减小转矩。
（2）改变电机的磁场强度：通过改变电机的磁场强度可以实现转矩的调节。
增大磁场强度可以增大转矩，减小磁场强度可以减小转矩。
2. 转速调整方法（1）改变电机的输入电压：通过改变电机的输入电压可以实现转速的调节。
增大电压可以增大转速，减小电压可以减小转速。
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直流无刷电机转矩波动原因
造成无刷直流电动机转矩脉动的原因很多，主要可以分为以下五个方面：1．电磁因素引起的转矩脉动
这是由于定子电流和转子磁场相互作用而产生的转矩脉动．它与电流波形、感应电动势波形、气隙磁通密度的分布有着直接关系。
理想情况下，定子电流为方波，感应电动势为梯形波，平顶宽度为120°电角度，电磁转矩为恒值。
而实际电机中．由于设计和制造方面的原因．很难保持感应电动势为梯形波，或者平顶宽度不是120°电角度：或者由于转子位置检测和控制系统精度不够而造成感应电动势与电流不能保持严格同步；或者电流波形偏离方波，只能近似地按梯形波变化等。
这些因素的存在都会导致电磁转矩脉动的产生。
抑制电磁因素引起的转矩脉动的方法有优化设计法、最佳开通角法、谐波消去法、转矩反馈法等。
(1)优化设计法。
对于无刷直流电动机，磁极形状、极弧宽度、极弧边缘形状对输出电磁转矩都有很大的影啊。
当气隙磁通密度呈方波分布时，即感应电动势波形为理想的梯形波时，极弧宽度增加．则电磁转矩增加，转矩脉动减小；当极弧宽度达到π时，电机功率最大，转矩脉动为零。
据此，可以通过选择合理的无电磁转矩脉动的电机磁极和极弧的设计方案，改变磁极形状，或增加极弧宽度来有效消除电磁转矩脉动。
(2)最佳开通角法。
通过电机优化设计可以消除电磁转矩脉动，但也有不足之处，例如：由于电机绕组的电感限制，即使电机采用恒流源供电．在换流过程中电流不能突变，流入定子绕组的电流波形也不可能是矩形波；另外．对于实际电机，气隙磁场很难保持理想的方波分布，绕组感应电动势波形也并非理想的矩形，这样就无法实现完全从硬件设计上消除电磁转矩脉动。
因此．只能通过控制手段和
策略来抑制转矩脉动。
如采用最佳开通角的方法抑制电磁转矩脉动，即先推导出转矩脉动与开通角之间的函数关系式，再求取电流最优开通角，使电流波形和感应电动势波形的配合适当．从而达到削弱转矩脉动的目的。
(3)谐波消去法。
由于无刷直流电机定子电流和转子磁场的非正弦，使得其相互作用产生的电磁转矩含有谐波分量，造成了转矩的脉动。
电磁转矩脉动是由相电流和感应电动势相互作用而形成的。
可以考虑通过控制电流的谐波成分来消除由此产生的转矩脉动。
因为，在理想条件下，无刷直流电动机同频率的磁链谐波与电流谐波(三次谐波除外)相互作用可以产生恒定的转矩，不同次谐波之间是不会产生转矩的。
当然，在实际情况下，由于电机的电感限制了电流的变化率，使得输入定子绕组的电流不可能是矩形波．而往往是梯形波。
而且，磁链波形的平顶宽度也会小于理想时的120°电角度．使得不同次数的磁链谐波与电流谐波之间也产生了一定的谐波转矩。
所以，确定最佳谐波电流的难度是很大的，这也使得谐波
消去法的应用受到了限制。
(4)转矩反馈法。
谐波消去法是一种开环控制方法，当存在绕组阻抗不对称和所测电流有误差等于扰时，控制精度将会受到影响。
为了克服开环控制方法的缺点,人们提出了从反馈角度考虑抑制转矩脉动的方法，即以转矩为控制对象，进行闭环控制。
转矩反馈法的基本原理就是．根据位置和电流信号通过转矩观测器得到转矩反馈信号．再通过转矩控制器反馈给无刷直流电动机的主电路，实现对转矩的实时控制，从而消除转矩脉动。
但是，转矩反馈法结构较为繁杂，需预先确定电机参数．且算法复杂．实现起来比较困难。
2．电流换向引起的转矩脉动
无刷直流电动机工作时．定子绕组按一定顺序换流。
由于各相绕组存在电感．阻碍电流的瞬时变化．每经过一个磁状态，电枢绕组中的电流从某一相切换到另一相时将引起电磁转矩的脉动。
抑制由电流换向引起的转矩脉动的方法有电流反馈法、滞环电流法、重叠换向法、脉宽调制(PwM)斩波法等。
(1)电流反馈法。
这种方法就是使非换向相电流保持恒定．从而使换向转矩脉动为零，因为非换向相电流的存在会导致一定的转矩脉动。
一般来说，电流反馈控制可以分为两种形式，即直流侧电流反馈控制和交流侧电流反馈控制。
直流侧电流反馈控制的电流反馈信号由直流侧取出，主要控制电流幅值。
由于直流侧电流反馈控制是根据流过直流电源的电流信号进行的，因此只需要一个电流传感器便可得到电流反馈信号。
交流侧电流反馈控制的电流反馈信号由交流侧取出．此时，根据转子的位置来确定要控制的相电流，使其跟随给定。
在换向过程中，当非换向电流未到达给定值时，PwM控制不起作用；当非换向电流超过设定值时-Pw M控制开始起作用．关断所有开关器件．使电流值下降，直至低于设定值再闭合被关断的开关器件，使其值上升，依此往复，即可实现非换向相电流的调节．直至换向完成。
(2)滞环电流法。
在常用的电流控制方法中，除了上述方法外，还有滞环电流控制法。
其基本原理是。
在电流环中，采用滞环电流调节器(Hysresis current Re gulator，HcR)，通过比较参考电流和实际电流，使得换向时能够给出适合的触发信号。
实际电流的幅值和滞环宽度的大小决定了HcR控制信号的输出。
当实际电流小于滞环宽度的下限时，开关器件导通；随着电流的上升，达到滞环宽度的上限时，开关器件关断，使电流下降。
实际电流可以是相电流，也可以是逆变器的输入电流。
滞环电流法的特点是：应用简单，快速性好，具有限流能力。
滞
环电流控制方法可分为三种情况：由上升相电流控制的HCR．由非换向电流控制的HcR和由三相相电流独立控制的HcR。
比较用这三种方法抑制换向转矩脉动效果的实验证明：后两种情况的换向转矩特性相同．对换向转矩脉动具有较好的抑制效果，且适用于低速。
(3)重叠换向法。
电流反馈法、滞环电流法虽然解决了低速换向的转矩脉动问题，但通常在高速时效果不理想。
现今，在高速段抑制换向转矩脉动较成熟的方法是重叠换向法。
其基本原理是。
换向时本应立即关断的功率开关器件并不是立即关断，而是延长了一个时间间隔，并将本不应开通的开关器件提前导通。
在传统的重叠换向法中，重叠时间需预先确定．但选取合适的重叠时间较为困难，且不能最大限度地减小转矩脉动。
(4)PwM斩波法。
PwM斩波法与交流侧电流反馈控制法较类似，即开关器件在断开前、导通后进行一定频率的斩波，控制换向过程中绕组的端电压．使得各换向电流上升和下降的速率相等，补偿总电流幅值的变化，抑制换向转矩脉动。
与重叠换向法相比，该方法具有更小的转矩脉动，适合于精度要求更高的场合。
3．齿槽效应引起的转矩脉动
无刷直流电动机定子铁心为了安放定子绕组必然要有齿和植，由于定子齿槽的存在，引起气隙不均匀，一个齿距内的磁通相对集中于齿部．使气隙磁导不是常数。
当转子旋转时。
气隙磁场就要发生变化，产生齿槽力矩。
齿槽力矩与转子位置有关，因而引起转矩脉动。
齿槽力矩是永磁电机的固有特性，在电机低速轻载运行时，齿槽力矩将引起明显的转速波动，进而产生振动和噪声。
因此，如何削弱齿槽力矩是永磁电机设计中较为重要的目标之一。
齿槽力矩产生的原因与前述两种引起转矩脉动的原因不同。
前述两种引起转矩脉
动的原因均在于定子电流与转子磁场的相互作用，而齿槽力矩是由定子铁心与转子磁场相互作用产生的，减少齿槽转矩脉动最普通的方法就是定子斜槽或转子斜极。
另外，增大气隙，采用分数稽和磁性槽楔也有助于减小齿槽力矩的波动。
当然，消除齿槽效应最好的方法就是采用无槽电机结构。
无槽电机的电枢绕组不管采用何种形式．它的厚度始终是实际气隙的一部分，因此无槽电机的实际等效气隙比有槽电机要大得多．所需要的励磁磁动势也要大许多．这在早期限制了无槽电机的容量和发展：近年来，随着磁性材料的迅猛发展．特别是钕铁硼等高磁能积稀土永磁材料的应用，为无槽电机的实用化创造了条件。
采用无槽结构，因为同时具有超大气隙，除了能彻底消除齿槽效应引起的转矩脉动外，还能大幅度削弱由于电枢反应和机械偏心而产生的转矩脉动。
4．电枢反应引起的转矩脉动
电枢磁动势对气隙主磁场的影响．称为电枢反应。
无刷直流电动机的电枢反应比较复杂，根据电枢反应的性质，电枢反应磁动势可分解为交轴分量和直轴分量。
交轴电枢反应磁动势会使气隙主磁场波形发生畸变．使气隙主磁场的磁感应强度不再是空载时的方渡，感应电动势也随之畸变。
从而导致感应电动势与电枢电流的不匹配，进而引起转矩脉动。
现在无刷直流电动机均采用高性能的稀土永磁材料，若采用瓦片形表面贴装式，则交轴电枢反应对气隙主磁场的影响会很微弱。
这是因为交轴电枢反应磁路要经过气隙和永磁体[见图6 8(a)]，永磁材料的磁导率与空气的磁导率是非常接近的，这就使交轴电枢反应磁路的磁阻很大，交轴电枢反应的磁通很小．其对气隙主磁场的影响可以忽略不计。
直轴电枢反应磁动势在转子旋转过程中对主磁场先去磁、后增磁，使负载每极总
磁通在空载每极总磁通的附近变化。
这样，感应电动势和电磁转矩也要发生变化，但影响不大。
5．机械加工引起的转矩脉动
机械加工和材料的不一致也是引起无刷直流电动机转矩脉动的重要原因之一。
如电机机械加工及装配时产生的尺寸和形位偏差，定子冲片各槽分布不均匀．定子内外圆偏心．定、转子同轴度偏差等产生的单边磁拉力，轴承系统的摩擦转矩不均匀，转子位置传感器定位不准导致的转矩脉动．各相绕组参数不对称及电子元器件性能参数的差异而导致的转矩脉动．磁路中各零件材料特别是永磁体性能不一致而产生的转矩脉动等。
因此。
提高工艺加工水平也是减少转矩脉动的重要措施。