[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

摘要

本发明涉及一种永磁无刷直流电机换相转矩脉动的谐波分析法,包括：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；将相电流和反电动势进行谐波分解；根据转矩与反电动势、相电流的关系，得到6次和12次转矩谐波；用转矩谐波幅值定义转矩脉动系数。

主权项

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；Us,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，Vk＝Us(Sa‑1/2)是平均输入电压，Sa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：ia(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：ea(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：Te＝(eaia+ebib+ecic)/ωm＝T0+T6ccos6ωt+T6ssin6ωt+T12ccos12ωt+T12ssin12ωt+···式中ea,eb,ec为三相反电动势；ia,ib,ic为三相绕组相电流；ωm为机械角速度，T0是平均电磁转矩，Tkc和Tks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：