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。┌───┐│牙吮蕊│┌─┐│_. ││日││ │└─┘└───┘图1驱动电路一、电磁力矩波动 分析电磁力矩波动时,假定铁心的齿槽效应不存在,业忽略电机绕组的端部效应。此时,电磁力矩波动仅与气隙磁场、绕组电流以及电流切换方式有关。 一般无刷电机的绕组电流是通过晶体管切换来改变的,从减少电磁力矩波动的观点出发,三相全波桥式电路较经济合理,使用亦较广。 三相全波桥式驱动电路如图1,绕组W。、Wb、w。通过晶体管切换供给电流,其合成电流Im受指令信号控制。随着磁钢转动如图2(...&
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无刷直流电机由于使用电子换相原理,具有运行效率高,控制性能优越、体积小、可进行机电一体化设计等优点被大量应用于运动控制领域,但是无刷直流电机存在的力矩波动会影响低速运动控制系统的性能,并带来振动、谐振、噪声等问题,而低速运动控制系统存在的摩擦力矩会进一步影响控制系统性能,使得无刷直流电机在低速运动控制系统中的应用受到限制。研究无刷直流电机力矩波动及摩擦力矩的补偿措施对无刷直流电机在低速运动控制系统中的应用有很重要的指导意义,而DSP技术为实现复杂的补偿措施奠定了软硬件基础,是实现高性能无刷直流电机运动控制系统的一个重要方向。论文以二维转台低速运动控制系统为研究对象,在分析无刷直流电机工作原理的基础上,建立了系统的机电模型;同时分析了无刷直流电机力矩波动及摩擦力矩对低速运动控制系统的影响,并选择了一种基于模型的摩擦力矩的补偿结构,通过仿真分析证明了该方法的有效性。在此基础上,采用模块化设计思想完成了DSP控制系统的软硬件设计,以单...&
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无刷直流电动机的力矩波动间接测量方法张志忠，孔力，陆永平（哈尔滨工业大学１５０００１）［摘要］力矩波动是无刷直流电机的一项重要技术指标，文中分析正弦波原理驱动的三相永磁无刷直流电机的力矩波动，推出力矩波动的表达式，提出一种利用定子的相电流间接测量电机力矩波动的方法，给出用硬件实现间接测量的电路，并测量样机的力矩波动。［叙词］无刷直流电动机，间接测量，／力矩波动１引言由于无刷直流电动机可以工作于低速，并且具有输出转矩大、可靠性高的优点，所以在直接驱动的伺服系统和工业机器人中得到了日益广泛的应用。直接驱动系统比传统的齿轮传动系统治构简单、摩擦阻力小、不存在齿隙，但直接驱动系统工作转速较低，电饥系统产生的力矩波动直接作用于负载，对系统的稳定性和控制精度影响较大。在高精度控制系统中，如果力矩波动的频带落在控制带宽以外，力矩波动产生的影响十分明显。当无刷直流力矩电机工作在高速区时，力矩波动通常能被转子惯量滤掉，但工作在低速区时，力矩波动会...&
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混合动力汽车中,基于行星齿轮、发电机和电动机的电控无级变速传动系统是目前最成功的混合动力驱动系统。磁场调制型无刷双转子电机与传统电机相配合,不仅能够取代行星齿轮系统为车辆负载和发动机之间提供转速差和转矩差,实现无级变速功能,而且解决了以往有刷复合电机中内转子绕组发热严重和电刷滑环结构带来电机可靠性下降的问题。本文针对径向磁场调制型无刷双转子电机(Radial Magnetic-Field-Modulated Brushless Double-Rotor Machine, RMFM-BDRM)进行深入的研究。首先,针对RMFM-BDRM工作原理的特殊性,采用解析法对该电机的运行原理进行推导和分析,推导了永磁转子永磁体极对数、调制环转子导磁块数和定子电枢磁场极对数之间满足的数学关系式,建立了永磁转子、调制环转子和定子电枢三者之间转速和转矩的数学模型,为电机的设计和控制提供了参考依据。同时采用有限元法对不同结构特点的电机模型进行仿真分...&
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随着电动自行车行业的不断发展 ,我公司生产的印制电机也越来越广泛地应用在电动自行车行业 ,并经过几年的实用考核 ,真正适应了这一领域的要求 ,无刷电机在这个行业的发展过程中 ,曾经多次进入但由于其本身的一些固有缺点 ,几上几下一直未能全面进入经受实践考验。为了能让电动自行车行业更快速健康的成长 ,本文就印制电机与无刷电机在各项性能上做一简单分析比较 ,希望借此能促使印制电机与无刷电机更全面地发展 ,更好地为电动自行车行业服务。电动自行车作为一新兴家电产品 ,老百姓最关心的就是其适用性、舒适性 ,以及对环境是否有危害等。这些反映到电动自行车的驱动部分——电机上就可简单地分为力矩波动、起动转矩、机械特性、寿命噪声等指标。1　力矩波动直流电机的力矩波动反映到电动自行车整车上 ,就会造成整车骑行抖动、打颤 ,从而影响骑行者的舒适感 ,在这一点上无刷电机抖动最大 ,尤其是低速运行时更明显 ,特别在速度为 1 0～ 1 5km/h时 ,恰恰...&
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永磁无刷电机力矩分析胡终须，何鸿肃（计算机工程系）（工业自动化系）提要本文从永磁方波无刷电机控制原理出发．分析了永磁无刷电机的相电流和电枢反应．以及对电机力矩的影响。关键词：无刷电机；力矩中图法分类号：ＴＭ３４１概述方波无刷电机既具有直流电机的良好外特征，又具有直流电机所不及的电机结构简单，可靠性高，免维修的优点，同时这种控制方案比之矢量控制，没有其必须的快速运算，没有其系统的复杂性；而随着现代电力电子技术的发展，ＧＴＲ、ＩＧＢＴ等大功率快速器件的应用，必然能提高这种控制器的性能。如图１所示，水磁同步电机为三对权隐极电机，这种转子结构特点是其直轴和交轴电感之比Ｐ一笑为，ｌ，给我们分析Ｌｄ““—”————。。·』。计算电枢反应后的气隙合成磁场带来方便。因电机磁势是每对极一个周期、放下面只以研究一对极的磁势及电枢反应即可知全貌了２电机十Ｍ；－ｄｓ流把电ｔＪＩ：－－－－ａｒ力吸展开成如下的平面图；调节三相统组之接线顺序或者三平位查检测...&
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0引言永磁无刷直流电动机是随着电机控制技术、电力电子技术和微电子技术的发展而出现的一种新型电机。它是在有刷直流电动机的基础上发展起来的,去除了电刷,极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰,在运转时摩擦力大大减小,运行顺畅,噪音低,使得模型的稳定性大大提高。近年来随着无刷控制器的成本下降趋势和国内外无刷技术的发展与市场竞争,无刷动力系统正在高速的发展与普及阶段重,这也极大促进了模型运动的发展[1]。本设计采用无刷电机对四轴飞行器进行驱动,避免了有刷电机带来的噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等缺点,系统提高了四轴飞行器对于控制周期及工作稳定性的高要求,能高效地完成飞行器的驱动任务,具有一定的应用价值。1系统结构设计图1系统结构框图如图1所示,本设计的主要任务是设计能够通过遥控器控制的针对四轴飞行器无刷电机的驱动模块,该模块的功能:(1)无刷电机的驱动:通过大功率MOS管对无刷电机进行驱动,利用反向电动势进行换向检测;(2)I2C实现...&
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磁通反向电机是一种特殊的双凸极永磁电机。但是，现阶段对磁通反向电
机的研究还不全面，不论是其结构还是性能都还存在一些不足，这都制约着磁通
反向电机的进一步发展，其中齿槽转矩较大就是令人关注的问题之一。对齿槽转
矩的削弱方法虽然已做了一些研究，并能较好的削弱齿槽转矩，但是这些方法仍
然有一定的缺陷，在生产中很难得到实际应用。本文主要研究如何削弱磁通反向
电机的齿槽转矩，以及在齿槽转矩削弱的同时对电磁转矩产生的影响。在充分考
虑磁通反向电机的特点和已有研究成果基础上，提出利用转子大小齿间隔加分段
结构削弱磁通反向电机齿槽转矩。此方法利用齿槽转矩随转子极弧宽度变化的规
律，使两段转子产生的齿槽转矩相位相反，合成后的齿槽转矩大大削弱。
运用有限元法分析电机电磁场，比较磁通反向电机的齿槽转矩和电磁转矩
的变化趋势，确定削弱齿槽转矩的原则是：在削弱齿槽转矩的同时尽量不削弱电
机出力，并且力图电磁转矩平稳。首先，在分析转子极弧对电机齿槽转矩影响以
及磁通反向电机的齿槽转矩谐波成分的基础上，找出了磁通反向电机齿槽转矩随
转子极弧宽度周期性变化的规律。然后，提出了转子大小齿间隔加分段的方法来
削弱磁通反向电机的齿槽转矩。通过有限元法计算了采用转子大小齿间隔加分段
前后的齿槽转矩和电磁转矩，分析比较证明本方法能够有效地削弱磁通反向电机
的齿槽转矩。分别分析了电机负载时转子大齿变化与小齿变化对电磁转矩的影
响，证明本方法对电磁转矩的不利影响较小，是可行的。
关键词： 磁通反向电机；齿槽
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cogging torque1.定子槽数选择定子槽数Z1时应考虑:(1)为减少谐波磁动势,除极数较多或在系列设计中...表2-15产生同步转矩或振动噪声的槽配合产生后果产生原因定子、转子一阶齿谐波相互作用转子一阶齿谐波与定子相带谐波作用定子、转子二阶齿谐波相互作用堵
与"齿槽转矩"相关的文献前10条
针对齿槽转矩会使电机在运行过程中产生转矩振荡和噪声,影响电机的性能指标的问题,对比抑制齿槽转矩的几种方法,指出极宽调制方法在削弱齿槽转矩方面的可行性。通过有限元建模,分别计算传统
研究了永磁电机磁极偏移对齿槽转矩的影响,发现当每极槽数不为整数时,磁极偏移会引入新的齿槽转矩谐波。因此要通过磁极偏移减小齿槽转矩,除了减小永磁体对称时存在的齿槽转矩谐波外,还要减
齿槽转矩的削弱一直是永磁电动机研究的重点之一。本文推导了采用不等槽口宽配合时可用于分析的齿槽转矩解析表达式,研究了改变相邻槽口宽度对于气隙相对磁导率的傅里叶分解系数的影响。研究表
由于永磁电机的固有结构特征,不可避免的会存在齿槽转矩。首先阐述齿槽转矩的由来;其次用物理学原理系统的推导齿槽转矩的基本表达式;最后归纳目前工程上削弱齿槽转矩的常用方法以及优缺点。
由于齿槽转矩的存在会使电机产生转矩振荡和噪声,根据齿槽转矩的产生机理,对比现阶段抑制齿槽转矩的几种方法,指出极宽调制式永磁电机在削弱齿槽转矩方面的可行性.通过有限元电磁场分析软件
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为了削弱直驱永磁同步发电机的齿槽转矩,根据其结构特点,研究了极弧系数和极槽配合对齿槽转矩的影响。首先,采用解析法确定了对齿槽转矩有影响的气隙磁密平方的傅里叶分解系数,并得到了傅里
分析了盘式永磁直流电动机齿槽转矩问题产生的原因,利用麦克斯韦张量法分析定位齿槽转矩。阐述了齿槽转矩产生的机理,利用Ansoft有限元仿真软件对齿槽转矩特性进行研究,找出了一个最优
提出天窗电机主要参数对齿槽转矩影响分析及其电磁优化设计模型研究。在阐述天窗电机基本结构和齿槽转矩产生机理基础上,以某汽车天窗电机为例,针对极槽配合和极弧系数设计以及转子静态偏心时
针对永磁无刷直流电动机的齿槽转矩问题,提出一种基于磁极极弧宽度优化的分数槽齿槽转矩削弱方法。分析表明分数槽方法只能削弱齿槽转矩的部分谐波,针对该问题提出了一种基于磁极极弧宽度优化
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