2.1電磁因素引起的轉(zhuǎn)矩脈動
電磁轉(zhuǎn)矩脈動是由于定子電流和轉(zhuǎn)子磁場相互作用而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動,它與電流波形、反電動勢波形、氣隙磁通密度的分布有直接關系。理想情況下,定子電流為方波,反電動勢波形為梯形波,平頂寬度為120°電角度,電磁轉(zhuǎn)矩為恒值。而實際電機中,由于設計和制造方面的原因,可能使反電動勢波形不是梯形波,或波頂寬度不為120°電角度,這樣就會造成電機的扭矩脈動。
2.2齒槽引起的轉(zhuǎn)矩脈動
由于定子鐵心槽齒的存在,使得永磁體與對應的電樞表面的氣隙磁導不均勻,當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,使得在一個磁狀態(tài)內(nèi),磁路磁阻發(fā)生變化,從而引起轉(zhuǎn)矩脈動。齒槽引起的轉(zhuǎn)矩脈動是轉(zhuǎn)子磁場相互作用產(chǎn)生的,與定子電流無關。因此抑制由齒槽引起的轉(zhuǎn)矩脈動的主要集中于優(yōu)化電機設計上,如斜槽法。
2.3電流換向引起的轉(zhuǎn)矩脈動
其中Te為電機電磁轉(zhuǎn)矩,ea,eb,ec為相繞組電動勢,ia,ib,ic 為相繞組電流。
由于換相時間很短,可近似認為ebaeca ,在換相區(qū)域內(nèi)不變化,因此扭矩與電流成正比關系,電流的波動直接導致了電機轉(zhuǎn)矩的波動。在低速大負載運行的情況下,電機的轉(zhuǎn)矩脈動尤為明顯。
在直流無刷永磁電機的轉(zhuǎn)矩脈動原因中,前兩種主要靠優(yōu)化電機的設計來達到目的,對于第3種轉(zhuǎn)矩脈動,我們可以通過電流補償法來減小電機在換相過程中的轉(zhuǎn)矩脈動。本文將重點介紹這種方法。