电工技术学报  2018, Vol. 33 Issue (17): 4060-4068    DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.171142
电机与电器 |
无刷直流电机转矩脉动抑制系统的新型拓扑研究
朱俊杰, 刘浩然, 蒋峰, 王湘中
中南林业科技大学计算机与信息工程学院 长沙 410004
A New Topology Research on Torque Ripple Suppression System of Brushless Motor
Zhu Junjie, Liu Haoran, Jiang Feng, Wang Xiangzhong
School of Computer & Information Engineering Central South University of Forestry and Technology Changsha 410004 China
全文: PDF (108111 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 无刷直流电机在换相过程中产生的转矩脉动,已严重阻碍其在航空、航天等领域的广泛应用。通过分析无刷直流电机在换相过程中产生转矩脉动的原因,设计了一种CUK-NPC拓扑,该拓扑通过前级CUK变换器代替传统直流电源,有效提高了输出电压范围,并采用中点钳位型三电平逆变桥进一步提高抑制效果。CUK-NPC拓扑控制策略使导通相与关断相电流变化速率相同,非换相相电流保持恒定,从而达到抑制换相转矩脉动的目的。实验结果表明:该拓扑结构以及控制策略能有效应用于无刷直流电机驱动系统,电机在不同速度阶段换相转矩脉动都得到了明显抑制。
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作者相关文章
朱俊杰
刘浩然
蒋峰
王湘中
关键词 无刷直流电机换相转矩脉动CUK变换器中点钳位型三电平    
Abstract:The torque ripple generated during the commutation process has been seriously hampered brushless DC motor (BLDCM) application in high precision system, such as aviation and aerospace. Through research the reason of the torque ripple, a new topology drive system which employ CUK converter instead of the traditional DC power circuit is proposed to operate with high static gain. Meanwhile, the suppression effect is further improved by the utilization of NPC three-level inverter bridge. Furthermore, the control strategy reaches the equal current changing rate of the incoming and outgoing phase. It makes non-commutation phase current maintain constant as well, in order to meet the purpose of torque ripple suppressing. Ultimately, the experimental results show that the proposed topology can effectively applied to BLDCM drive system, it significantly reduces the commutation torque ripple at both high and low speeds.
Key wordsBrushless DC motor    commutation torque ripple    CUK convert    NPC three-level   
收稿日期: 2017-08-05      出版日期: 2018-09-14
PACS: TM33  
基金资助:湖南省科技计划项目(2016WK2023)、湖南省教育厅科学研究项目(优秀青年项目)(15B251)、湖南省科技厅重点项目(2013XK4003)资助
通讯作者: 刘浩然 男,1992年生,硕士研究生,研究方向为电力电子技术及电机与控制。E-mail:1032922435@qq.com   
作者简介: 朱俊杰 男,1972年生,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为智能检测与自动控制。E-mail:wenke03@163.com
引用本文:   
朱俊杰, 刘浩然, 蒋峰, 王湘中. 无刷直流电机转矩脉动抑制系统的新型拓扑研究[J]. 电工技术学报, 2018, 33(17): 4060-4068. Zhu Junjie, Liu Haoran, Jiang Feng, Wang Xiangzhong. A New Topology Research on Torque Ripple Suppression System of Brushless Motor. Transactions of China Electrotechnical Society, 2018, 33(17): 4060-4068.
链接本文:  
https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.171142          https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2018/V33/I17/4060