混合动力中无刷直流电机反接制动PWM调制方式的研究

无刷直流电机PWM 调制方式与转矩脉动关系研究收稿日期:2005-04-28航空科学基金项目(项目编号:04F 53036)齐　蓉,周素莹,林　辉,陈　明(西北工业大学,西安　710072)摘　要:针对无刷直流电机的双斩和四种单斩PW M 调制方式,分析调制方式对电机稳态转矩脉动的影响,建立稳态及换向过程中电机相电流及电磁转矩的数学模型。

基于M atlab 无刷直流电机的仿真模型,研究换向转矩脉动与各种单斩P WM 调制方式的关系。

关键词:无刷直流电动机;转矩脉动;仿真;脉宽调制;数学模型中图分类号:T M 361 文献标识码:A 文章编号:1001-6848(2006)01-0058-04The Relation Between Torque Ripples and PWM Modes of Brushless DC MotorQ I Ro ng ,ZHOU Su-ying ,LIN Hui,CHEN Ming(N or thwester n Po ly technical U niv ersit y,Xi'an 710072,China)ABSTRACT :T his paper analy zes the differ ent PW M modes (sing le cho p P WM m odes and do uble chop PW M modes )influence on the static to r que ripple in Br ushless DC mo tor (BLD CM )co ntro l sy st em .T he ma thematic models o f phase curr ent and electr omag netic tor que ar e derived.Based on M atlab BL DCM modules,the r elation between fo ur PW M modes(H pw m -Lo n,Ho n-Lpw m,onpwm ,pw mon )and co mmutation tor queripples a re discussed.KEY WORDS :Br ushless DC M ot or ;T o r que ripples ;Simulatio n ;PW M ;M athematic mo dels0　引　言无刷直流电动机(BLDCM )由于转矩脉动较大地限制了其在高精度伺服系统中的进一步应用。

中图分类号:TM 361 文献标识码:A 文章编号:100126848(2006)0320022203PWM 调制方式对无刷直流电动机反电势电流的影响收稿日期:2005-07-29修回日期:2005-10-08杨　燕,焦振宏,王崇武,袁林兴(西北工业大学航海学院,西安　710072)摘　要:无刷直流电动机反电势电流对电机转矩脉动、效率和换相控制有着直接影响。

基于无刷直流电动机的数学模型,分析比较了不同P WM 调制方式下反电势电流的变化规律,并通过理论推导和仿真实验证明了当电机系统采用ON 2P WM 调制方式时,能有效地抑制反电势电流的峰值且对电机控制系统造成的影响最小。

关键词:无刷直流电动机;P WM ;反电势电流;环流The D ifferen t I nf luences of Four P WM M odes on Back Electro m otive Force Curren ti n Brushless DC M otor Con trol Syste mYAN G Yan ,J I AO Zhen 2hong ,W AN G Chong 2w u ,YUAN L in 2x ing(N o rthw est Po lytechnical U niversity ,X i’an 710072,Ch ina )ABSTRACT :Back electromo tive fo rce current of BLDC M influences the to rque ri pp le ,efficiency and comm utati on contro l directly .In th is paper ,the change of back electromo tive fo rce current w ith the different P WM modes are analyzed in detail on the base of BLDC M model .A cco rding to theo ry and experi m ent ,ON 2P WM type restrains the peak value of back electromo tive fo rce current and brings the lest effect to the mo to r contro l system .KEY WOR D S :BLDC M ;P WM ;E M F current ;C irculating current0　引　言在具有梯形反电势波形的无刷直流电机中,由于关断相反电势的变化,会出现脉动的电流,称之为反电势电流。

无刷直流电机pwm调速原理
无刷直流电机（BLDC）是一种电动机，其转子上没有传统的电刷。

相比传统的有刷直流电机，BLDC电机拥有更高的效率和可靠性。

为了实现BLDC电机的调速，通常使用PWM（脉宽调制）技术。

PWM调速原理如下：在电机电源上加上一个有特定占空比的方波信号，即PWM信号。

PWM信号的占空比决定了电机的平均电压，从而决定了电机的转速。

当PWM信号的占空比增加时，电机的平均电压也会增加，电机的转速也会随之增加。

反之，当PWM信号的占空比减小时，电机的平均电压也会减小，电机的转速也会减小。

BLDC电机的控制主要包括两个方面：判断当前转子位置和根据位置控制电机。

判断转子位置通常采用霍尔传感器或反电动势感应法。

在控制电机时，可以采用开环控制或闭环控制。

开环控制指直接根据PWM信号控制电机转速；闭环控制则需要通过传感器反馈来调整PWM信号的占空比，使电机达到预期转速。

PWM调速技术不仅可以用于BLDC电机，也可以用于其他类型的电机调速。

通过合理的PWM信号设置，可以实现电机的精确调速和控制。

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第三章无刷直流电动机P W M控制方案(总11页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-第三章、用EL-DSPMCKIV实现无刷直流电动机PWM 控制方案实验概述：本实验是一个无刷直流电动机的PWM控制系统。

结构简单，用到的模块也较少。

下面给出每个模块的输入与输出量名称及其量值格式（一）、无刷直流电动机PWM 控制原理简介无刷直流电动机从结构上讲更接近永磁同步电动机（我们在下一章节中做详细介绍），控制方法也很简单，主要是通过检测转子的位置传感器给出的转子磁极位置信号来确定励磁的方向，从而保证转矩角在90 度附近变化，保证电机工作的高效率。

定子换相是通过转子位置信号来控制，转矩的大小则通过PWM的方法控制有效占空比来调控。

我公司提供过两种直流无刷电机，一种以前提供过的57BL-02直流无刷电机的额定电压为24V，额定转速为1600rpm，转子极数为4，也就是2 极对，还有一种是现在提供的57BL-0730N1直流无刷电机，该电机额定转速为3000rpm，转子极数为10，也就是5极对，这两种电机的转子位置都由霍尔传感器提供，同时由此计算出电机的转速，控制程序样例没有电流环。

（二）、系统组成方案及功能模块划分本实验为开环和闭环实验，通过几个模块信号处理最终用BLDCPWM模块产生IPM驱动信号来控制直流无刷电机转动。

下图为一个开环控制的系统功能框图，参考占空比信号经由RMP2CNTL 模块处理，变成缓变信号送到PWM产生模块。

霍尔传感器的输出脉冲信号，经由DSP 的CAP1、CAP2、CAP3端口被DSP获取。

通过霍尔提供的转子位置信息HALL3_DRV模块判断转子位置，并将该转子位置信息通过计数器传递给BLDC_3PWM_DRV 模块，该模块通过占空比输入、设定开关频率以及转子的位置信息产生相应的PWM 信号作用于逆变器中的开关管，从而驱动电动机旋转。

（三）、系统测试步骤和方法进行该系统测试的前提是已经在电脑上安装好版本的软件了，我们提供的软件是在版本下进行调试的，尤其是我们提供的工作环境wks 文件是在此版本下保存的，在不同的版本下并不兼容，所以建议客户安装版本，如果非要在CCS 其他版本下运行该套软件，请客户自行建立工作环境wks文件。

微电机MICROMOTORS第53卷第2期020年 2月Vol. 53. Nn 2Dec. 2020一种降低无刷直流电机非导通相续流的PWM 调制方式研究寇元超，郝珂庆，王志业，龚晓宏(西安航天动力测控技术研究所，西安71025)摘 要：无刷直流电机转矩波动会影响电机运行平稳性，降低系统效率，产生噪声。

本文针对非换相期间转矩波动进行分析，重点研究了 PWM 调制造成的转矩波动。

当逆变器的开关管处于关断时，非导通相的续流是造成非换相期间转矩波动的主要因素。

经过理论推导，证明了当控制系统采用PWM-ON-FWM 调制方式时，非导通相续流可被完全消除。

通过Simulink 仿真及实验验证了该方法可完全消除非导通相续流，降低转矩波动。

关键词：无刷直流电机；转矩波动；非导通相续流；PWM-ON-FWM 调制中图分类号：TM36+1； TP272 文献标志码：A 文章编号：201-6848(2020) 12T078-05A PWM Modulation Method for Reducing the Non-conduction PhaseFreewheeling oO Brushless DC MotorKOU Yxavchae , XI Keging , WANG Zhiye , GONG Xiyhong(XP ag Aerospace Propulsion Testing Techgology Research 加力))，XP an 710025 , China /Abstrrct : The torque fluctuation of the bmsUTss DC motor wili affect the stabilito of the motor operaUon ,reduce the system 1)X11，anV yeaerate noise. This paper analyzed the tcnque rippie during von-commuta ­tion anV focuses on the torque rippie caused bp PWM mofula —on . When the switch tuXe of the ivvvker is oh, the freewheeling of the nou-conVucting pPase is the main f —ctor that causes torque fluctuation du/ng thevon-commutation pPase. A —er theoreticai Ue/vation , it is proved that when the control system abopts PWM- ON-FWM mofulation mofe , the von -con V ucting pPase freewheel can be campleteie Iminal. It is ve/fiedbp SimulinV simulation anV ipiimit that this methof can campleteie eliminate novTonVuctma pPase free ­wheeling anV reduce torque /ppie.Key words : 00x 2103 DC motor ； torque /pple ； 110140111x 1010 pPase freewheeling ； PWM-ON-FWM mof-ulation0引言无刷直流电机（Brushless DC Motor , BLDCM / 由于其功率密度大、效率高以及控制性能好等优点， 现已被广泛应用于仪器仪表、家用家电和航空航天 等领域。

基于PSpice的无刷直流电动机新型PWM调制方式研究张波;焦振宏;霍隆超
【期刊名称】《微特电机》
【年(卷),期】2009(037)003
【摘要】针对无刷直流电动机控制系统,对PWM-ON-PWM调制方式作了详细分析,与传统PWM调制方式相比,该方式可以通过消除非换相期截止相续流现象来减小非换相期转矩脉动,同时使换相期转矩脉动最小.经过PSpice仿真和实验证明了其分析的正确性,得出该方式确优于其它调制方式.
【总页数】4页(P15-17,30)
【作者】张波;焦振宏;霍隆超
【作者单位】西北工业大学,陕西西安,710072;西北工业大学,陕西西安,710072;西北工业大学,陕西西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TM33
【相关文献】
1.基于EPROM存储的新型全数字式PWM调制器 [J], 王聪;于苏华
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3.基于orCAD/PSpiceABM仿真的光伏新型改进CVT控制研究 [J], 白政民;方波;张元敏;侯元文
4.一种基于SPWM的新型SVPWM调制方法 [J], 米晨旭;
5.基于新型SVPWM调制策略的开绕组同步磁阻电机控制系统研究 [J], 苏志从;杨丁贵;王琳
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题目：基于无刷直流电机的PWM调速系统研究__内容摘要伴随着半导体工业的发展，使用电子换向的直流无刷电机应运而生。

随着微处理机速度亦越来越快，人们可以将控制电机必需的功能做在芯片中，而且体积越来越小。

直流无刷电机即是以电子方式控制交流电换相，得到类似直流电机特性又没有直流电机机构上缺失的一种应用。

该文介绍直流无刷电机的结构及控制原理,并以C8051F020为例介绍了C8051F单片机在无刷直流电机转速控制中的应用、实现方法、硬件结构及软件结构等。

关键词：电机；单片机；双闭环；控制系统目录内容摘要 (I)1 引言 (1)1.1 无刷电机的发展现状 (1)1.2 无刷电机的应用领域 (1)2 无刷直流电机的结构 (2)2.1 无刷直流电动机的发展过程 (2)2.2无刷直流电动机结构 (3)3 无刷直流电机的运行原理和PWM调速系统控制特性 (5)3.1 无刷直流电动机的运行原理 (5)3.2 PWM调速系统控制原理及特性 (6)3.3 PWM调速系统的分类及优点 (9)3.4 电机转速的数字PID算法思想 (10)4 系统硬件设计 (12)4.1 80C51单片机硬件结构 (12)4.2 PWM 信号发生电路 (13)4.3 单片微机闭环速度控制电路 (14)4.4 直流电机驱动系统电路 (15)5 结论 (16)参考文献 (17)附录 (18)附录A C8051F020引脚功能图 (18)附录B C8051F020的内部结构 (18)1 引言1.1 无刷电机的发展现状直流电动机以其优良的转矩特性在运动控制领域得到了广泛的应用，但普通的直流电动机由于需要机械换相和电刷，可靠性差，需要经常维护；换相时产生电磁干扰，噪声大，影响了直流电动机在控制系统中的进一步应用。

为了克服机械换相带来的缺点，以电子换相取代机械换相的无刷电机应运而生。

20多年以来，随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术以及电力电子技术特别是大功率开关器件的发展，无刷电动机得到了长足的发展。

无刷直流电机pwm调速原理：从实现到优化无刷直流电机（BLDC）已经成为现代工业中最受欢迎的驱动电机类型之一，其中最常见的控制方式之一是使用脉冲宽度调制（PWM）来实现电机转速控制。

本文将介绍BLDC PWM调速的原理，探讨其应用和优化方法。

1.BLDC PWM调速原理
BLDC电机通过能够确定电机行驶方向和旋转计数器的位置，由调速器交替地开启电机的三个相位，以控制BLDC转动速度。

使用PWM调速的方法是在电机引脚间交替应用高电平和地电平的脉冲，以实现BLDC的转速调整。

具体来说，PWM控制器会在转子旋转时通过电感检测组合三相MOSFET晶体管进行电流控制，来达到恒速的转速调整目的。

2.BLDC PWM调速应用
BLDC PWM调速广泛应用于电动工具、电动车、无人机、机器人等设备中。

在实际应用中，我们需要根据实际需求进行相应的电机转速匹配，以保证电机最大负载工作状态下的能效。

此外，为了避免电机由于承受过大负载而损坏，我们还需要通过PWM调速来限制电机最大负荷。

3.BLDC PWM调速优化
BLDC PWM调速优化方法包括提高PWM更新频率、增加开短路时间、使用低电流逆变器等。

提高PWM更新频率可以增加电机速度和位置反馈的精度，提高控制精度和稳定性；增加开短路时间可以防止电机发生过载时被动烧毁。

但是这也会增加功率损耗，因此需要根据实际需求进行权衡。

使用低电流逆变器会降低电机的当前需求，从而增加开短路时间，提高系统效率。

总之，在BLDC PWM调速中，我们需要根据实际的需求选择适当的电机转速，以增加设备的性能和效率；同时，我们也需要注意调节PWM 控制器的参数，从而达到最大的能效和系统稳定性。