一种抑制无刷直流电机转矩脉动的调制方法

针对无刷直流电机存在较严重的转矩脉动问题,提出在换相区采用三相绕组共同调制方法来减小换相转矩脉动;在导通区,采用滞环比较原理实现对电机转矩、磁链的跟踪控制,从而消除非换相转矩脉动。在电机转矩与输入能量之间建立联系,按照单周期控制思想,使系统能够准确控制输入能量,进而准确控制电机转矩。仿真和实验结果表明,相比于传统的控制方法,采用转矩脉动抑制方法,在换相区和导通区内的电流和电磁转矩波形都更平稳。并且当电机转速变化时,采用传统控制方法得到的电流和电磁转矩会产生波动;而采用脉动抑制方法时,电机转速变化对绕组电流的影响不大,电机能够相对稳定地输出电磁转矩,验证了文中理论分析的正确性和有效性。     

基于五电平变换器的开关磁阻电动机转矩脉动抑制方法

针对开关磁阻电动机(SRM)在换向时电流跟踪效果不佳造成的转矩脉动问题,提出一种基于五电平变换器的开关磁阻电动机转矩脉动抑制方法.设计一种A、C相或B、D相共用同一桥臂的新型五电平变换器结构,较传统变换器控制更灵活、成本更低.根据SRM的非线性模型重新划分导通区间,优先选择电感变化率较大的相输出转矩,避免换向初期电流峰值过大.针对转速及负载等工况发生较大变化时绕组电流跟踪能力不佳问题,提出基于五电平变换器的直接瞬时转矩控制(DITC)方法,设计低速与高速的DITC导通规则.根据当前转速、转矩误差以及转子位置选择适配的导通方式,实现电动机低速时能够稳定运行,高速时电流能及时跟踪所需电流值,实现转矩脉动的抑制.仿真和实验结果表明：相比于传统DITC,该控制策略能在宽速域下实现转矩与电流脉动的抑制,改善转矩的动态特性.     

基于电流斜率的开关磁阻电机转矩脉动研究

针对开关磁阻电机中低速运行时存在转矩脉动较大的问题,提出了一种固定开关频率的电流预测控制策略,以提高电流动态跟踪能力,实现电机恒转速控制.根据电磁关系估算当前控制周期内绕组施加正压、负压和零压时电流斜率,预测当前周期电压占空比,实现对绕组电流的精确控制.仿真与实验结果验证该电流预测控制策略的可行性,表明该方法具有较快的动态响应性能,在低速情况下能很好跟踪参考电流,较好地抑制了电机的转矩脉动和电磁噪声.     

开关磁阻电机滑模变结构控制器的设计

基于开关磁阻电机线性化模型,将开关磁阻电机调速系统分为转速、电流两个子系统进行滑模变结构控制。仿真结果证明：与常规控制策略相比,滑模变结构控制不仅改善了开关磁阻电机的动态性能,而且对开关磁阻电机固有的低速转矩脉动具有一定的抑制作用。     

开关磁阻电机转矩分配策略的优化

转矩分配策略是近年来开关磁阻电机(SRM)转矩控制中比较流行的一种控制策略,旨在通过合理的分配电磁转矩,达到平稳换相、减小转矩脉动的目的.SRM的非线性特性使得固定形状的转矩分配函数(TSF)无法在整个转速范围内既能抑制脉动,也能保持高效率.文章提出了一种基于常规转矩分配策略的以转矩/安培比最大化为目标的优化方案,在允许的转矩误差范围内在线调整电机的开关角度,保证输出转矩的前提下降低绕组中通过的相电流.在Matlab/Simulink软件中分别建立了常规转矩分配方案和优化方案的直接瞬时转矩控制系统模型.比较分析仿真结果得出,优化后的转矩分配方案在保证合理分配电磁转矩的同时,提高了SRM的效率.     

基于双电流调节器的无刷直流电机换相转矩脉动抑制

针对无刷直流电机存在的换相转矩脉动问题,以维持非换相电流恒定为目标,提出对电机换相区开通相和关断相的电流变化率分别进行控制的双电流调节器方案.分析了无刷直流电机换相过程,新方案采用PWM-ON调制方式.基于滑模变结构控制设计的主电流调节器,根据非换相电流偏差自动调节趋近速度,削弱了换相转矩脉动.换相区关断相占空比由辅调节器控制,采用模糊控制思想,根据反电势幅值实时确定占空比大小.基于无刷直流电机双闭环控制系统,利用Matlab软件对控制方案进行了仿真试验.结果表明,在电机高、低速换相区,双电流调节器都可正常工作,使非换相电流保持基本恒定,从而有效抑制了电机换相转矩脉动.     

微型电动车用永磁无刷电机转矩脉动控制研究

针对微型电动车用永磁无刷电动机转矩脉动大、低速运行时噪声明显等主要问题，采用模糊控制和滑模控制相结合的方法，克服了未建模参数的影响，保证了滑模到达阶段的鲁棒性，同时抑制了转矩脉动．采用单周期内各功率管均衡调制的方式，不仅消除了反向电流，而且与其他调制方式相比，可使转矩脉动较小．针对永磁无刷电机在换相过程中，非导通相对转矩脉动的影响，提出了以瞬间提高开通相电流上升斜率的方式，来减小由非导通相造成的转矩脉动，使其电流恒定，低速运行转矩脉动降低了30％，有效地降低了微型电动车的起动噪声，不仅骑行舒适，而且具有较强的实用价值．     

一种改进的永磁同步电机直接转矩控制方法

针对传统的永磁同步电机直接转矩控制在低速运行时磁链和转矩脉动大,以及低速时定子电阻的变化导致磁链估算产生较大误差等影响电机稳定运行的问题,提出了一种改进的永磁同步电机直接转矩控制方法。该方法首先利用饱和函数-sat函数代替二阶滑模算法中的符号函数,实现滑模控制切换的连续性,削弱滑模控制中的抖振;然后再利用改进的二阶滑模算法来设计速度和磁链控制器,替代传统的直接转矩中的滞环比较器,抑制转矩和转速的波动;最后通过在磁链估算中建立基于模糊比例积分（proportional integral,PI）控制的定子电阻补偿器,消除定子电阻变化对磁链估算的影响。仿真结果证明了所提方法的有效性与可行性。     

基于Bang-bang控制的无刷直流电机换相转矩波动抑制策略

基于Bang-bang控制提出了一种无刷直流电机换相转矩波动抑制策略.将电机运行过程分为12个工作区间,分析换相区间相电流变化过程,通过引入转矩控制指标,采用Bangbang控制对关断相进行合理地再导通控制,实现换相电压补偿,从而减小换相转矩波动;并在双闭环调速系统下验证了方法有效性,Matlab/Simulink仿真结果表明,该方法能够将转矩跟随误差控制在1%以内,有效降低了换相转矩波动.     

一种新型零矢量的二三导通无刷直流电机直接转矩控制系统研究

为了解决无刷直流电机转矩脉动幅值大的问题,提出一种新型零矢量的二三导通无刷直流电机直接转矩控制方法。该方法利用二相、三相交替导通的驱动方式,使用直接转矩控制方法,形成12个扇区,并定义了一种新型零矢量,改进了空间电压矢量选择表,降低了转矩脉动幅值。MATLAB仿真结果表明:当电机空载且以额定转速2 000 r/min运行时,相比于传统零矢量,新型零矢量能使转矩脉动幅值降低约40.94%;当电机负载为4.3 N·m且以500 r/min低速运转时,相比于传统零矢量,新型零矢量能使转矩脉动幅值降低约47.40%;当电机负载为4.3 N·m且以额定转速2 000 r/min高速运行时,新型零矢量使转矩脉动幅值降低约32.32%。不论电机运行于空载还是负载,低速还是高速,新型零矢量均能起到降低转矩脉动幅值的作用。该方法有效降低了电机的运行噪声,使电机运转更加平稳。新型零矢量可以应用于无刷直流电机的各种导通方式,对无刷直流电机应用于高性能场合具有重要意义。