📦 采用单电流传感器的无刷伺服电机及力矩波动抑制方法.pdf - 免费下载

方波无刷直流电动机大多采用三相六拍控制方式，任意时刻两相导通，每60°电角度换相一次，从而产生步进式旋转磁场。若想产生的力矩保持恒定，定子磁场和转子磁场需提供120°梯形磁势波，才能相互作用产生恒定电磁力矩。这种理想状态是不可能的。通常反电动势波形的梯形平顶部分不足120°，由于绕组存在电感，电流存在上升和下降时间，使得相电流波形并不是理想的方波，从而会产生原理性的力矩波动。力矩波动对无刷直流电机的控制精度和伺服性能产生重大不利影响，同时还会引起电机的振动和噪声，限制了无刷直流电机在高性能控制领域的应用。 产生换相力矩波动的产生原因和抑制方法已有许多文献给出了分析。电机反电势和直流母线电压的比例关系对力矩波动的大小产生影响，只有控制与力矩成正比的非换相相电流的恒定，才能有效减少转矩脉动[1]；目前，有关方法对抑制低转速时的换相力矩波动是有效的，但却无法解决高速时力矩波动的问题[2,3,4]；在换相区间对饱和控制器进行补偿的算法[5]及采用自适应人工神经网络的方法[6]，可进一步减小转矩脉动，但控制算法复杂；采用buck变换器[7]和改变输入电压的方案[8]因电流采样方式的局限，也无法对换相转矩脉动进行有效的抑制。 本文在换相力矩波动成因分析基础上，提出一种新型的电流检测方式，对产生力矩的电流进行准确的采样，该方法能够更好的抑制低转速时的换相力矩波动，配合母线电压调节，通过力矩电流闭环来调整母线电压，从而控制开通相和关断相电流的变化速率，保持非换相相电流恒定，理论上消除了换相力矩波动。

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