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淺析直流(liu)電動機的轉矩波動

直流電(dian)動(dong)機  是將直流電(dian)能(neng)(neng)(neng)轉換(huan)為機械(xie)能(neng)(neng)(neng)的電(dian)動(dong)機。因其良好的調速(su)性(xing)能(neng)(neng)(neng)而在電(dian)力拖動(dong)中得到廣泛應用。直流電(dian)動(dong)機按(an)勵(li)(li)(li)磁方式分為永磁、他(ta)勵(li)(li)(li)和自(zi)勵(li)(li)(li)3類，其中自(zi)勵(li)(li)(li)又分為并(bing)勵(li)(li)(li)、串勵(li)(li)(li)和復(fu)勵(li)(li)(li)3種。

抑制(zhi)轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)波(bo)動(dong)(dong)一直是(shi)永磁(ci)無刷直流電(dian)機控制(zhi)的(de)(de)重要內容。按轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)波(bo)動(dong)(dong)產生的(de)(de)原因，可(ke)分為：電(dian)磁(ci)因素(su)引(yin)起(qi)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)波(bo)動(dong)(dong)、電(dian)流換向引(yin)起(qi)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)波(bo)動(dong)(dong)、齒槽(cao)引(yin)起(qi)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)波(bo)動(dong)(dong)、電(dian)樞反應影響和機械工藝引(yin)起(qi)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)波(bo)動(dong)(dong)等，其中前(qian) 3 者(zhe)對轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)波(bo)動(dong)(dong)影響較大。

針對不(bu)同的原因(yin)，國內外許多學者作了(le)大量(liang)的研究工作。對(dui)(dui)于(yu)齒(chi)槽(cao)轉矩產生和削弱方法(fa)，采(cai)(cai)用定子斜槽(cao)的方法(fa)可取(qu)得較好效果。對(dui)(dui)于(yu)換(huan)相(xiang)轉矩波動(dong)，文獻[9]從 3 個(ge)不(bu)(bu)同的狀態作了詳細(xi)的分析，指出換(huan)相(xiang)轉矩波動(dong)與(yu)反(fan)電(dian)(dian)勢和電(dian)(dian)源電(dian)(dian)壓以(yi)及(ji)(ji)轉速(su)之間的關系；針對(dui)(dui)換(huan)相(xiang)時總電(dian)(dian)流下降(jiang)的現狀，采(cai)(cai)用電(dian)(dian)流反(fan)饋、重(zhong)疊換(huan)相(xiang)以(yi)及(ji)(ji)人工智(zhi)能算法(fa)等方法(fa)維持換(huan)相(xiang)時總電(dian)(dian)流不(bu)(bu)變以(yi)抑制換(huan)相(xiang)轉矩波動(dong)。

對(dui)(dui)電(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)相(xiang)電(dian)壓(ya)和相(xiang)電(dian)流進行 Fourier 級數(shu)分解(jie)，針對(dui)(dui)轉(zhuan)矩(ju)(ju)諧(xie)波(bo)進行補償(chang)。文獻(xian)[14]對(dui)(dui)電(dian)樞(shu)反應引起的(de)(de)轉(zhuan)矩(ju)(ju)波(bo)動(dong)做(zuo)了(le)分析，并在設計(ji)磁路和換相(xiang)控制(zhi)(zhi)兩(liang)個(ge)方面提出了(le)削弱電(dian)樞(shu)反應對(dui)(dui)轉(zhuan)矩(ju)(ju)波(bo)動(dong)的(de)(de)影響。文獻(xian)[15]提出利(li)用(yong)轉(zhuan)矩(ju)(ju)觀(guan)測器間接轉(zhuan)矩(ju)(ju)反饋方法，即利(li)用(yong)反電(dian)勢(shi)、相(xiang)電(dian)流、電(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)速作為(wei)輸入信號，波(bo)動(dong)轉(zhuan)矩(ju)(ju)作為(wei)輸出信號構成波(bo)動(dong)轉(zhuan)矩(ju)(ju)觀(guan)測器，實時(shi)在線(xian)估計(ji)轉(zhuan)矩(ju)(ju)大小的(de)(de)變化，針對(dui)(dui)不同的(de)(de)情況作相(xiang)應的(de)(de)補償(chang)。文獻(xian)[16]將(jiang)直接轉(zhuan)矩(ju)(ju)控制(zhi)(zhi)的(de)(de)概念引入無刷直流電(dian)機(ji)(ji)控制(zhi)(zhi)系統中，其對(dui)(dui)轉(zhuan)矩(ju)(ju)波(bo)動(dong)的(de)(de)抑制(zhi)(zhi)取得了(le)較好效果。
總之(zhi)，引起無刷(shua)直流電(dian)機轉矩(ju)波動(dong)的因素很復雜，針對(dui)不(bu)同(tong)的情況可采用相應的控(kong)制方(fang)法(fa)，各種方(fang)法(fa)都有自己的優(you)缺點和適應的場合，在不(bu)同(tong)環(huan)境(jing)下針對(dui)不(bu)同(tong)的要求(qiu)，可以采用不(bu)同(tong)的方(fang)法(fa)。

當(dang)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)源通過電(dian)(dian)(dian)刷(shua)向電(dian)(dian)(dian)樞(shu)繞組(zu)供電(dian)(dian)(dian)時，電(dian)(dian)(dian)樞(shu)表面的(de)(de)(de)N極(ji)(ji)下導(dao)體可以流(liu)(liu)過相同方向的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)，根據(ju)左手定(ding)則(ze)導(dao)體將受(shou)到逆(ni)時針方向的(de)(de)(de)力(li)矩(ju)作用；電(dian)(dian)(dian)樞(shu)表面S極(ji)(ji)下部(bu)分導(dao)體也(ye)流(liu)(liu)過相同方向的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)，同樣根據(ju)左手定(ding)則(ze)導(dao)體也(ye)將受(shou)到逆(ni)時針方向的(de)(de)(de)力(li)矩(ju)作用。這樣，整個電(dian)(dian)(dian)樞(shu)繞組(zu)即(ji)轉(zhuan)(zhuan)子將按逆(ni)時針旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)，輸(shu)(shu)入(ru)的(de)(de)(de)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)能就轉(zhuan)(zhuan)換(huan)成轉(zhuan)(zhuan)子軸上輸(shu)(shu)出的(de)(de)(de)機械能。由定(ding)子和轉(zhuan)(zhuan)子組(zu)成，定(ding)子：基座，主磁極(ji)(ji)，換(huan)向極(ji)(ji)，電(dian)(dian)(dian)刷(shua)裝置等(deng)；轉(zhuan)(zhuan)子（電(dian)(dian)(dian)樞(shu)）：電(dian)(dian)(dian)樞(shu)鐵(tie)心，電(dian)(dian)(dian)樞(shu)繞組(zu)，換(huan)向器，轉(zhuan)(zhuan)軸和風扇(shan)等(deng)。