直流無刷電機轉(zhuǎn)矩脈動的幾種原因

1．電磁因素引起的轉(zhuǎn)矩脈動

這是由于定子電流和轉(zhuǎn)子磁場相互作用而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動．它與電流波形、感應(yīng)電動勢波形、氣隙磁通密度的分布有著直接關(guān)系。由于設(shè)計和制造方面的原因．很難保持感應(yīng)電動勢為梯形波，或者平頂寬度不是120°電角度：或者由于轉(zhuǎn)子位置檢測和控制系統(tǒng)精度不夠而造成感應(yīng)電動勢與電流不能保持嚴格同步；或者電流波形偏離方波，只能近似地按梯形波變化等。這些因素的存在都會導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩脈動的產(chǎn)生。抑制電磁因素引起的轉(zhuǎn)矩脈動的方法有優(yōu)化設(shè)計法、最佳開通角法、諧波消去法、轉(zhuǎn)矩反饋法等。

2．電流換向引起的轉(zhuǎn)矩脈動

直流無刷電機工作時．定子繞組按一定順序換流。由于各相繞組存在電感．阻礙電流的瞬時變化．每經(jīng)過一個磁狀態(tài)，電樞繞組中的電流從某一相切換到另一相時將引起電磁轉(zhuǎn)矩的脈動。抑制由電流換向引起的轉(zhuǎn)矩脈動的方法有電流反饋法、滯環(huán)電流法、重疊換向法、脈寬調(diào)制(PwM)斬波法等。

3．齒槽效應(yīng)引起的轉(zhuǎn)矩脈動

無刷直流電動機定子鐵心為了安放定子繞組必然要有齒和植，由于定子齒槽的存在，引起氣隙不均勻，一個齒距內(nèi)的磁通相對集中于齒部．使氣隙磁導(dǎo)不是常數(shù)。當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時。氣隙磁場就要發(fā)生變化，產(chǎn)生齒槽力矩。齒槽力矩與轉(zhuǎn)子位置有關(guān)，因而引起轉(zhuǎn)矩脈動。齒槽力矩產(chǎn)生的原因與前述兩種引起轉(zhuǎn)矩脈動的原因不同。前述兩種引起轉(zhuǎn)矩脈動的原因均在于定子電流與轉(zhuǎn)子磁場的相互作用，而齒槽力矩是由定子鐵心與轉(zhuǎn)子磁場相互作用產(chǎn)生的，減少齒槽轉(zhuǎn)矩脈動最普通的方法就是定子斜槽或轉(zhuǎn)子斜極。

4．電樞反應(yīng)引起的轉(zhuǎn)矩脈動

電樞磁動勢對氣隙主磁場的影響．稱為電樞反應(yīng)。無刷直流電動機的電樞反應(yīng)比較復(fù)雜，根據(jù)電樞反應(yīng)的性質(zhì)，電樞反應(yīng)磁動勢可分解為交軸分量和直軸分量。直軸電樞反應(yīng)磁動勢在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中對主磁場先去磁、后增磁，使負載每極總磁通在空載每極總磁通的附近變化。這樣，感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩也要發(fā)生變化，但影響不大，永磁材料的磁導(dǎo)率與空氣的磁導(dǎo)率是非常接近的，這就使交軸電樞反應(yīng)磁路的磁阻很大，交軸電樞反應(yīng)的磁通很?。鋵庀吨鞔艌龅挠绊懣梢院雎圆挥?。