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維修技術(shù)
永磁無(wú)刷直流電機PWM調制方式研究
內容簡(jiǎn)介:無(wú)刷直流電動(dòng)機模型2PWM調制方式對電流的影響永磁無(wú)刷直流電機在忽略凸極效應時(shí),定子三相繞組的自感和互感為常數,與轉子位置無(wú)關(guān)。
      永磁無(wú)刷直流電機PWM調制方式研究袁飛雄黃聲華李朗如(華中科技大學(xué),湖北武漢流波動(dòng)最小,轉矩脈動(dòng)最小的結論。又提出了一種能量回饋制動(dòng)的方法,實(shí)現了電機制動(dòng)時(shí)能量的回饋。
      1無(wú)刷直流電動(dòng)機模型2PWM調制方式對電流的影響永磁無(wú)刷直流電機在忽略凸極效應時(shí),定子三相繞組的自感和互感為常數,與轉子位置無(wú)關(guān)。這時(shí),以GND為電位,由定子三相變量建立的模型如下:對永磁無(wú)刷直流電機,采用120*導通方式時(shí),每一個(gè)周期由6個(gè)扇區組成,每個(gè)扇區各占60*每個(gè)開(kāi)關(guān)元件導通120*即在連續的兩個(gè)扇區內導通為此,共有3種不同的PWM調制方式:上半橋載波、下半橋載波以及全橋載波下面以反電勢為梯形波且平頂寬度為120*的永磁無(wú)刷電機為例,說(shuō)明不同的載波方式對電樞電流的影響。反電勢波形如所示。假設此時(shí)剛好電機由1-2扇區換向到2-3扇區,b,c兩相導通以下的分析都在此區間內進(jìn)行。
      基于以上等效模型的主電路結構如所示2.1上半橋載波方式電壓方程為:此時(shí)中性點(diǎn)電壓為:un=k/2.ud 0,在T3導通時(shí),有如下電壓方程:/2當T3載波時(shí),ti~t2時(shí)間內,由于e>> 0,因而此時(shí)a相不會(huì )通過(guò)D1續流;在t2~t3時(shí)間內,由于此時(shí)ea<0,當T3截止時(shí),un=0,ua=e+un<0,故當T3截止的時(shí)候,a相會(huì )通過(guò)D4續流,并且由于ea幅值越來(lái)越大,電流值也越來(lái)越大,電流波動(dòng)的頻率與T3載波頻率相同。由于電機運行當中,截止相也續流導通,導致電機此時(shí)處于三相同時(shí)導通的狀態(tài),這將引起電機電樞繞組內的電流發(fā)生較大的波動(dòng)此時(shí),a,c兩相電流與中所標電流方向一致,而b相電流則正好相反由b相流出電流分別流入到a,c兩相,因而b相的電流波動(dòng)此時(shí)也較大由此可知,上半橋載波時(shí),如果以中所標電流方向為正向,則各繞組正向電流波動(dòng)較大同理,在5- 6扇區,當T5載波時(shí),在t4~t5時(shí)間內,a相繞組經(jīng)過(guò)D4續流;而在t5~t6時(shí)間內,a相繞組不會(huì )有電流流過(guò)2.2下半橋載波方式在T2進(jìn)行PWM斬波期間,b,c兩相端電壓方程為:此時(shí)中性點(diǎn)電壓為:un=米取這種調制方式,在2- 3扇區的t1~t2時(shí)間內,由于ea> 0,因而當T2截止時(shí),a相通過(guò)D1續流;在t2~b時(shí)間內,則不會(huì )通過(guò)D4續流與上半橋載波對應,負向電流的波動(dòng)較大2.3全橋載波方式T2,T3同時(shí)進(jìn)行PWM斬波時(shí),b,c兩相端電壓方程如下:可得中性點(diǎn)電壓為:un= 3扇區內,由于0       總結:以上三種PWM調制方,無(wú)論是上半橋斬波或是下半橋斬波,截止相都會(huì )產(chǎn)生續流,導致其余兩相電流產(chǎn)生波動(dòng)電流波動(dòng)的頻率與斬波頻率一致,且電機轉速越高,電流波動(dòng)越大如果采用全橋斬波,則始終是兩相導通,截止相不會(huì )產(chǎn)生續流,并且電機中性點(diǎn)電壓在電機運行期間始終不會(huì )改變,電流波動(dòng)小,轉矩脈動(dòng)也較小。雖然在相同的帶寬以及運行工況下,全橋斬波的斬波頻率遠遠高于前兩種斬波方式,損耗也較大,但是,全橋斬波仍不失為一種較好的斬波方式3回饋制動(dòng)方法及其原理作為推進(jìn)系統的永磁無(wú)刷直流電機,除了要求能夠四象限平穩運行外,制動(dòng)的時(shí)候應該盡量回饋能量,以增加蓄電池的使用時(shí)間與電動(dòng)工況不同,逆變橋的6個(gè)開(kāi)關(guān)元件中,上半橋元件始終截止,下半橋的3個(gè)元件進(jìn)行PWM調制,這樣構成一個(gè)升壓斬波電路以中的1- 2扇區為例,此時(shí)T4進(jìn)行PWM調制,其它的開(kāi)關(guān)元件全部處于截止狀態(tài),如回饋制動(dòng)等效電路圖在一個(gè)斬波周期內,當T4導通時(shí),由于ea,ec的作用,在a,c兩相繞組以及T4,D2間產(chǎn)生電流ia,當T4關(guān)斷時(shí),電流ia經(jīng)過(guò)D1給蓄電池充電。此時(shí)電樞繞組內電流方向與電動(dòng)時(shí)相反,可知電磁功率為負,電磁轉矩為制動(dòng)轉矩,蓄電池為吸收功率,電動(dòng)機將機械能量轉換為電能回饋給電池回饋制動(dòng)的實(shí)質(zhì),就是在T4管導通的時(shí)候,電動(dòng)機的機械能轉換為磁場(chǎng)能量?jì)Υ嬖陔姍C繞組中;在T4截止的時(shí)候,將電動(dòng)機的機械能以及儲存在電機繞組中的磁場(chǎng)能量轉換為電能,經(jīng)電感升壓斬波的作用,將能量回饋給蓄電池由于電樞電流方向與反電勢方向相反,因而電機發(fā)出功率,獲得制動(dòng)轉矩,從而實(shí)現電機的制動(dòng)。 
      4計算機仿真分析用不同的PWM調制方式對一臺永磁無(wú)刷直流電機進(jìn)行了仿真分柝給定電流為20A,電源電壓ud=400V,R= 0.02幻,0.ImH在上半橋,下半橋以及全橋載波的工況下,電流波形分別如下所示由三圖可以看出,上半橋或下半橋載波方式下,由于截止相的續流作用,使得電機正常導通相的電流每60*都有一次較大的波動(dòng)。上半橋載波時(shí),流入相繞組的電流波動(dòng)較大;下半橋載波時(shí),電流波動(dòng)較大,全橋載波時(shí),電流波動(dòng)明顯比前兩種方式小,因而轉脈波動(dòng)也小得多,從而證明了前面的分柝全橋載波在電動(dòng)狀態(tài)下有更小的波動(dòng)電流,是一種較為理想的載波方式制動(dòng)電流設置為30A在電機起動(dòng)正常運行0. 5秒之后馬上進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)分別為電機由起動(dòng)到制動(dòng)時(shí)a相電流以及轉矩、轉速波形。其中,在電動(dòng)時(shí)PWM調制方式為下半橋載波,從靜止運行0.5秒之后,轉入制動(dòng)狀態(tài)。
      轉矩和轉速仿真波形由圖可以看到,當電機轉入制動(dòng)狀態(tài)后,此時(shí)a相電流馬上發(fā)生變化,與電動(dòng)狀態(tài)的電流方向相反,因而轉矩變?yōu)樨撝担沟秒姍C迅速制動(dòng)。
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西瑪新聞相關(guān)內容    當前文章:永磁無(wú)刷直流電機PWM調制方式研究
西瑪電機告訴您有碳刷的電機不一定就是直流電機?
  西瑪電機技術(shù)人員主要是觀(guān)察電機的供電。交流碳刷調速電機就是一種還有部分電動(dòng)工具例如:電鉆、電錘、打光機等。西瑪直流電機有幾種:有刷直流電機,無(wú)刷直流電機,直流伺服電機。
西瑪電機技術(shù)員教您直流電機控制方法。
  當西瑪直流電機采用勵磁磁場(chǎng)控制方式時(shí),由于電機在額定運行狀態(tài)飽和,只有通過(guò)弱化磁場(chǎng)才能改變電機轉速。由于電樞電流不超過(guò)額定電流,隨著(zhù)磁場(chǎng)減弱電機轉速增大,但輸出轉矩減小,輸出功率不變,故又稱(chēng)恒功率調速。
西安西瑪直流電機維修好后不要馬上重啟。
  西安西瑪電機售后維修部門(mén)技術(shù)人員要提醒廣大用戶(hù),自家的直流電機維修好后,一定不要急著(zhù)去重啟。要事先檢查電機本體各部件安裝是否正確、到位,各部件配合是否完好,緊固、連接是否牢靠。
三相異步電動(dòng)機名稱(chēng)的來(lái)由。
  三相異步電動(dòng)機的轉子轉速不會(huì )與旋轉磁場(chǎng)同步,更不會(huì )超過(guò)旋轉磁場(chǎng)的速度。因為轉子線(xiàn)圈中的感應電流是由于轉子導體與磁場(chǎng)有相對運動(dòng)而產(chǎn)生的。
高壓電機故障原因分析及防范措施。
  在西安西瑪電機高壓電機中,長(cháng)期的情況下,如卷繞電機外殼內的水分,則頻繁啟動(dòng)、過(guò)載運行,或損壞機器部件,無(wú)法及時(shí)維護,如有故障很有可能發(fā)生。
相比傳統電機而言,變頻電機究竟有何優(yōu)勢?
  西安西瑪電機在運行時(shí)載波頻率約為幾千到十幾千赫,這就使得電動(dòng)機定子繞組要承受很高的電壓上升率,相當于對電動(dòng)機施加陡度很大的沖擊電壓,使電動(dòng)機的匝間絕緣承受較為嚴酷的考驗。
電機電刷的作用及分類(lèi)
  電刷通常也叫做brush、(電)刷子或碳刷,其功能是在電機的固定部件與旋轉部件--換向器或集電環(huán)之間傳導電流。大、中、小型同步電動(dòng)機、發(fā)電機、小型電動(dòng)工具、直流電機等設備中廣泛使用到電刷,與其直接接觸的對象是滑環(huán)或換向器,對他們進(jìn)行合理的選擇和搭配可以提高電機工作的可靠性。
防爆振動(dòng)電機新增的優(yōu)勢
  防爆振動(dòng)電機的使用優(yōu)勢大家肯定都不陌生,但是下面的這兩條你見(jiàn)到了嗎?防爆振動(dòng)電機的使用優(yōu)勢1.過(guò)載能力強。防爆振動(dòng)電機的使用優(yōu)勢2.系統性?xún)r(jià)比高。
三相異步電動(dòng)機為什么在斷一根電線(xiàn)后不能啟動(dòng)?
  三相異步電動(dòng)機在停運時(shí),如果有一相繞組開(kāi)路或電源有一相斷開(kāi)(或缺相).當啟動(dòng)電機時(shí),繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)可分成兩個(gè)大小相等\方向相反的旋轉磁場(chǎng),它們與轉子作用產(chǎn)生的轉矩也是大小相等\方向相反.因此啟動(dòng)轉矩為零而不能啟動(dòng).
單相電機的保養方法
  西安西瑪電機售后服務(wù)人員告訴大家專(zhuān)業(yè)的單相電機保養維修中心電機保養流程:清洗定轉子--更換碳刷或其他零部件--真空F級壓力浸漆--烘干--校動(dòng)平衡。
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