永磁無刷直流電機PWM調(diào)制方式研究袁飛雄黃聲華李朗如(華中科技大學(xué),湖北武漢流波動最小,轉(zhuǎn)矩脈動最小的結(jié)論。又提出了一種能量回饋制動的方法,實現(xiàn)了電機制動時能量的回饋。
1無刷直流電動機模型2PWM調(diào)制方式對電流的影響永磁無刷直流電機在忽略凸極效應(yīng)時,定子三相繞組的自感和互感為常數(shù),與轉(zhuǎn)子位置無關(guān)。這時,以GND為電位,由定子三相變量建立的模型如下:對永磁無刷直流電機,采用120*導(dǎo)通方式時,每一個周期由6個扇區(qū)組成,每個扇區(qū)各占60*每個開關(guān)元件導(dǎo)通120*即在連續(xù)的兩個扇區(qū)內(nèi)導(dǎo)通為此,共有3種不同的PWM調(diào)制方式:上半橋載波、下半橋載波以及全橋載波下面以反電勢為梯形波且平頂寬度為120*的永磁無刷電機為例,說明不同的載波方式對電樞電流的影響。反電勢波形如所示。假設(shè)此時剛好電機由1-2扇區(qū)換向到2-3扇區(qū),b,c兩相導(dǎo)通以下的分析都在此區(qū)間內(nèi)進行。
基于以上等效模型的主電路結(jié)構(gòu)如所示2.1上半橋載波方式電壓方程為:此時中性點電壓為:un=k/2.ud 0,在T3導(dǎo)通時,有如下電壓方程:/2當T3載波時,ti~t2時間內(nèi),由于e>> 0,因而此時a相不會通過D1續(xù)流;在t2~t3時間內(nèi),由于此時ea<0,當T3截止時,un=0,ua=e+un<0,故當T3截止的時候,a相會通過D4續(xù)流,并且由于ea幅值越來越大,電流值也越來越大,電流波動的頻率與T3載波頻率相同。由于電機運行當中,截止相也續(xù)流導(dǎo)通,導(dǎo)致電機此時處于三相同時導(dǎo)通的狀態(tài),這將引起電機電樞繞組內(nèi)的電流發(fā)生較大的波動此時,a,c兩相電流與中所標電流方向一致,而b相電流則正好相反由b相流出電流分別流入到a,c兩相,因而b相的電流波動此時也較大由此可知,上半橋載波時,如果以中所標電流方向為正向,則各繞組正向電流波動較大同理,在5- 6扇區(qū),當T5載波時,在t4~t5時間內(nèi),a相繞組經(jīng)過D4續(xù)流;而在t5~t6時間內(nèi),a相繞組不會有電流流過2.2下半橋載波方式在T2進行PWM斬波期間,b,c兩相端電壓方程為:此時中性點電壓為:un=米取這種調(diào)制方式,在2- 3扇區(qū)的t1~t2時間內(nèi),由于ea> 0,因而當T2截止時,a相通過D1續(xù)流;在t2~b時間內(nèi),則不會通過D4續(xù)流與上半橋載波對應(yīng),負向電流的波動較大2.3全橋載波方式T2,T3同時進行PWM斬波時,b,c兩相端電壓方程如下:可得中性點電壓為:un= 3扇區(qū)內(nèi),由于0
轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速仿真波形由圖可以看到,當電機轉(zhuǎn)入制動狀態(tài)后,此時a相電流馬上發(fā)生變化,與電動狀態(tài)的電流方向相反,因而轉(zhuǎn)矩變?yōu)樨撝担沟秒姍C迅速制動。