无刷直流电动机不导通相电流分析
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ＷＡＮＧ Ｐｕ， Ｅ ＸＩ Ｅｎ， ＺＨＡＩＭｅ ｇ ｎ
（ ｏｔｗ ｓ ｒ ｏｙ ｃｎｃｌ ｎｖｒｉ ， ｉ ｎ７ ０ ７ ） Ｎ ｒ ｅｔ ｎＰ ｌ ｅｈ ｉａ Ｕ ｉ ｓｙ Ｘ １０ ２ ｈ ｅ ｔ ｅ ｔ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅｆ ａ ｉｇ ｐ ａ ｅ ｃ ｒｅ ｔｄ ｒ ｇ ｔ ｅ ｆ ｅ ｗｈ ｅ ｉｇ ａ ｄ ｔ ｅ ｄｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｅ ｂ ｕ ｈ ｅ ｓ Ｄ ｔ ｒｏ ｅ ａｉ ｇ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｏ ｔ ｈ ｓ ｕ ｒ ｎ ｕ ｎ ｈ ｒ － ｅ ｌ ｎ ｈ ｉ ｅ ｅ ｃ ｆｔ ｒ ｓ ｌｓ Ｃ ｍｏ ｏ ｐ ｒ ｔ ｌ ｎ ｉ ｅ ｎ ｈ ｎ
时 间和 特 点 Ｊ 。本 文 通 过 全 面 研 究 多 种 常 用
Ｐ ＷＭ 调 制方 式对无 刷 直 流 电动机 换 相 过 程 中所 出 现 的不 导通相 电 流 的影 响 ， 求其 产 生 的 原 因 以及 探 对 电机性 能 的影 响 ， 并通 过实 验对其 验证 。 无 刷直 流 电动 机工 作 常用 的 Ｐ ＷＭ 调制 方式 如
受Ｐ ＷＭ控 制 ； ｄ Ｐ （ ） ＷＭ— Ｎ： Ｏ 各管 前６ 。 Ｐ ０ 受 ＷＭ ｝ Ｌ Ｉ 叫 Ｕ 叫 ｌ Ｌ）Ｕ ＿ Ｕ Ｕ Ｕ
三相绕 组端 电压方 程 ：
（ ）Ｈ ＷＭ－ ＯＮ ａ Ｐ Ｌ
（ ）Ｈ Ｎ－ Ｐ ｂ Ｏ Ｌ ＷＭ
（ ）ＯＮ Ｐ Ｃ － ＷＭ
１ ａ ～图 １ ｄ 定义为单斩方式 ， １ ｅ 定义为双 （） （） 图 （） 斩 方式 。
１不 导通 相 电流 分 析
１ １无 刷直 流 电动机 的分析模 型 ． 无 刷 直 流 电动机 三 相对 称 ， 子 绕组 为 三 相 星 定
所 出现 的不导 通相 电流 的变化情 况 。一些 文献分 析 了不 同 的 Ｐ ＷＭ 调 制 方 式 下 ， 导 通 相 电流 产 生 的 不
控制 ， ６。 后 ０常通 ；ｅ Ｐ （ ）Ｈ ＷＭ— Ｐ Ｌ ＷＭ： 、 桥都 受 上 下 Ｐ ＷＭ控 制 。 图 中 ， 这 五种 Ｐ 在 ＷＭ斩 波 方 式 里 ， 常 把 图 通
往往 忽略在换相时不导通相电流的存在。 本 文根 据无 刷直 流 电动机 的工作 原理 以及数 学
模型 ， 分析 了 电机在不ຫໍສະໝຸດ Baidu同的调制 方式下 ， 换相 过程 中
图 １ 示 ， 括 所 包 ：（ ）Ｈ ＷＭ— Ｏ 上 桥 Ｐ ａ Ｐ Ｌ Ｎ： ＷＭ
型接法 ， 且每相绕组可等效为电阻、 电感和反电动势
串联 而成 ， 采用 三相 逆 变 器 作 为驱 动 电源 。 图 ２为 主 电路和 电机等效 模 型 。
３ ｖ 刳
’ Ｎ
控制 ， 下桥 常通 ； ｂ Ｏ Ｌ ＷＭ： （ ）Ｈ Ｎ— Ｐ 上桥 常通 ， 桥 下 Ｐ ＷＭ 控 制 ； Ｃ Ｎ— ＷＭ： 管前 ６ 。 （ ）Ｏ Ｐ 各 ０ 常通 ， ６ 。 后 Ｏ
计 新
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触持电棚 ２２ 第 ０ 第 期 ０ 年 ４卷 ４ ｌ
… ． … ． … … 一 一 … … … ． 二． 一… ． ： …
…
无 刷 直 流 电 动 机 不 导 通 相 电 流 分 析
（ ）Ｐ ｄ ＷＭ－ ＯＮ
（ ）Ｈ ＷＭ～ Ｐ ｅ Ｐ Ｌ ＷＭ
王 璞， 解 恩， 翟 猛
（ 西北工业大学 ， 陕西西安 ７０ ７ ） １０ ２
摘
要： 分析 了无刷直 流电动机在三相六状态及不同的 Ｐ ＷＭ方式 下 ， 绕组续 流期 间不 导通相 电流 ， 且指 出 并
各有不 同。对常用的各种 Ｐ ＷＭ方式通 过原理分 析及数学推 导 ， 出不导通相 电流存在 的时段和 幅值 趋势 。并通 得
ｉ ｈ ｅ — ｈ ｓ — ｉ — ｔｔ ｓａ ｄ ｄｆ ｒ ｎ Ｗ Ｍ ｄ ｓ ｗｅｅ ａ ａｙ ｅ ． ｈ ｏ ｃｕ ｉｎ ｏ ｘ ｓｉｇ ｔ ｎ ｍｐ ｉ ｄ ｒ ｎ ｎ ｔｒ ｅ ｐ ａ ｅ ｓｘ ｓａｅ ｎ ｉ ｅ ｅ ｔＰ ｍｏ ｅ ｒ ｎ ｌｓ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｎ ｌ ｓｏ ｆｅ ｉ ｎ ｉ ａ ｄ ａ ｌ ｕ ｅ ｔｅ ｄ ｔ ｍｅ ｔ ｗ ｒ ｃ ｉｖ ｄ ｂ ｈ ｏ ｙ ａ ａｙ ｉ ａ ｄ ｍａｈ ｍａｉａ ｅ ｕ ｔ ｎ ｏ ｏ ｅ ｅ ａ ｈ ｅ ｅ ｙ ｔ ｅ ｒ ｎ ｌ ｓ ｎ ｔｅ ｔ ｌｄ ｄ ｃｉ ｆｃ ｍｍｏ Ｗ Ｍ ｄ ｓ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｗ ｓ ｖ ｒ ｅ ｈ ｏ ｇ ｈ ｓ ｃ ｏ ｎＰ ｍｏ ｅ ． ｈ ｅ ｕｔ ａ ｅ ｉ ｄ ｔ ｒｕ ｈ ｔｅ ｉ ｆ
过实验测试 ， 验证了分 析结果 。
关键词 ： 无刷直流电动机 ； 不导通相电流 ； 脉宽调制方式 ； 续流
中图分类号 ： Ｍ３ Ｔ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０４ ７ １ （０ ２ ０ － ０ ２ ０ １０ — ０ ８ ２ １ ）４ ０ ２ — ３
Ａｎ ｌ ｓ ｆＦ ｏ ｔ ｇ Ｐ ａ ｅ Ｃｕ ｒ ｎ ｎ Ｂｒ ｓ ｅｓ ＤＣ ｏ ｏ ａ ｙ ｉ ｏ ｌ ａ ｉ ｈ ｓ ｒ ｅ ｔｉ ｕ Ｍ ｓ ｓ ｎ Ｍ ｔｒ
ｅ ｐｅ ｉ ｎｔｔ ｔ ｘ ｒｍｅ ｅｓ．
Ｋｅ ｒｓｂｕｈｅｓ Ｃｍｏ ｒＢ Ｄ Ｍ） ｆ ｍｎ ｈｓ ｕｒ ｔＰ ｙｗｏｄ ：ｒｓｌ ｔ （ Ｌ Ｃ ；ｏ ｉｇｐａｅｃｒ ｎ ；ＷＭ ｄ ；ｅ － ｈｅ ｎ ｓＤ ｏ ｌ ｅ ｍｏｅｆ ｅ ｗ ｅｌ ｇ ｒ ｉ
０引 言
永磁无 刷 直流 电动 机在实 际生 产 中应 用越来 越 广泛 。一 般认 为 ， 电机 在 １０ 导 通 方 式下 工 作 ， ２。 而
（ ｏｔｗ ｓ ｒ ｏｙ ｃｎｃｌ ｎｖｒｉ ， ｉ ｎ７ ０ ７ ） Ｎ ｒ ｅｔ ｎＰ ｌ ｅｈ ｉａ Ｕ ｉ ｓｙ Ｘ １０ ２ ｈ ｅ ｔ ｅ ｔ ａ
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三相绕 组端 电压方 程 ：
（ ）Ｈ ＷＭ－ ＯＮ ａ Ｐ Ｌ
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１ ａ ～图 １ ｄ 定义为单斩方式 ， １ ｅ 定义为双 （） （） 图 （） 斩 方式 。
１不 导通 相 电流 分 析
１ １无 刷直 流 电动机 的分析模 型 ． 无 刷 直 流 电动机 三 相对 称 ， 子 绕组 为 三 相 星 定
所 出现 的不导 通相 电流 的变化情 况 。一些 文献分 析 了不 同 的 Ｐ ＷＭ 调 制 方 式 下 ， 导 通 相 电流 产 生 的 不
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摘
要： 分析 了无刷直 流电动机在三相六状态及不同的 Ｐ ＷＭ方式 下 ， 绕组续 流期 间不 导通相 电流 ， 且指 出 并
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过实验测试 ， 验证了分 析结果 。
关键词 ： 无刷直流电动机 ； 不导通相电流 ； 脉宽调制方式 ； 续流
中图分类号 ： Ｍ３ Ｔ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０４ ７ １ （０ ２ ０ － ０ ２ ０ １０ — ０ ８ ２ １ ）４ ０ ２ — ３
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永磁无 刷 直流 电动 机在实 际生 产 中应 用越来 越 广泛 。一 般认 为 ， 电机 在 １０ 导 通 方 式下 工 作 ， ２。 而