无刷直流电机的电枢反应及其削弱方法

微电机990103

微电机

MICROMOTORS

1999年第1期No.1

1999

无刷直流电机的电枢反应及其削弱方法

张一鸣　夏平畴

摘　要　采用数值计算方法对无刷直流电机的电枢反应作了分析，指出了电枢反应对力矩波动的影响。在讨论了无刷电机的换向原理之后，提出了一种削弱这种影响的新方法。最后用实验证明了这种方法的可行性。

叙　词　无刷直流电动机　电枢反应　力矩波动

THE ARMATURE REACTION OF THE

BRUSHLESS DC SERVO MOTOR

Abstract　This paper analyzes the armature reaction of the brushless DC servo motor by means of finite element method (FEM),and points out that the armature reaction has great influence on torque ripple.Then this paper discusses the commutation principles of the brushless DC servo motor and provides a new method to solve this problem.The test results verify the above conclusions.

Keywords　brushless DC motor,armature reaction,torque ripple

1　引　言

直流伺服电机控制简单，目前使用较多，但由于电刷与换向器等机械装置的存在，使该类型电机使用有诸多不便，需要定期维护和更换碳刷，制造也较麻烦，容量和使用电压也受到限制。所以，70年代以来，由于电力电子技术、自动控制理论和微处理器件的进步，无刷直流电机取代有刷直流电机已成为一种必然的趋势［1］。但是，如果从低速时的力矩波动来看，与有刷电机相比，无刷电机还不能尽如人意。原因有很多方面，如无刷电机的反电势波形不可能达到理论上的梯形波，无刷电机电枢反应的存在、电机的齿槽效应、电机的相电感不对称等。因此，要克服无刷电机低速时的力矩波动，不得不从多方面着手。本文详细探讨无刷电机的电枢反应对力矩波动的影响以及克服的方法。

2　无刷直流伺服电机的电枢反应

通过对电机气隙磁场的数值分析，可以清楚地看到电机电枢反应的严重程度。电机的模型如图1所示。假定：

(1)磁瓦等效为两侧有电流层J c，J c＝b H c。

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