[发明专利]一种永磁无刷直流电机换相转矩脉动的谐波分析法

权利要求书

1.一种永磁无刷直流电机换相转矩脉动的谐波分析法,包括如下的步骤：

(1)根据永磁无刷直流电机的相电压求解超前情况下的相电流，再根据求得的相电流，得到电流在开通时刻的变化率：

式中i(t)为随时间变化的相电流，L为定子等效电感，R为每相定子绕组的相电阻；U_s,E,ω和β分别为外部供电电压，反电动势幅值，电角速度和超前角度，V_k＝U_s(S_a-1/2)是平均输入电压，S_a是某一相的开关函数，其值取0和1中的一个值；

(2)对于A相，将相电流进行谐波分解：

i_a(t)＝I₁sin(ωt-φ)+I₅sin5(ωt-φ)+I₇sin7(ωt-φ)+I₁₁sin11(ωt-φ)+···

其中I₁,I₅,I₇,I₁₁···是相电流的1次，5次，7次，11次谐波···，φ是相电流的滞后角度；

对反电动势进行谐波分解如下：

e_a(t)＝E₁sinωt+E₃sin3ωt+E₅sin5ωt+E₇sin7ωt+E₉sin9ωt+···

其中E₁,E₃,E₅,E₇···是反电动势的1次，3次，5次，7次谐波···；

B相和C相的相电流和反电动势通过A相表达式相移120电角度和240电角度得到；

(3)根据转矩与反电动势、相电流的关系，6次和12次转矩谐波的表达形式为：

T_e＝(e_ai_a+e_bi_b+e_ci_c)/ω_m＝T₀+T_6ccos6ωt+T_6ssin6ωt+T_12ccos12ωt+T_12ssin12ωt+···

式中e_a,e_b,e_c为三相反电动势；i_a,i_b,i_c为三相绕组相电流；ω_m为机械角速度，T₀是平均电磁转矩，T_kc和T_ks是转矩谐波的余弦幅值和正弦幅值，k＝6,12,18，24···；

(4)用转矩谐波幅值定义的转矩脉动系数为：