篩分設(shè)備電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的抑制方法

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  篩分設(shè)備電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的抑制方法

  篩分設(shè)備抑制無刷直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，應(yīng)從兩方面考慮，一方面要優(yōu)化無刷直流電機(jī)的反電勢(shì)波形，使之盡可能地接近理想正弦波;另一方面要減小定子電流中的諧波分量。

  (1)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

  篩分設(shè)備定子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是定子繞組切割氣隙磁場(chǎng)產(chǎn)生的，當(dāng)氣隙磁場(chǎng)的波形不同時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)波形將不同，因此通過優(yōu)化轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、永磁體形狀、充磁方式，使氣隙磁場(chǎng)更接近正弦波形將可優(yōu)化反電勢(shì)波形。永磁無刷直流電機(jī)通常為內(nèi)轉(zhuǎn)子、表貼式結(jié)構(gòu)，永磁體為瓦型。這種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法有：優(yōu)化電機(jī)的極弧系數(shù)、優(yōu)化永磁體磁化方向的長(zhǎng)度、采用HALBACH磁體結(jié)構(gòu)等。對(duì)于篩分設(shè)備的瓦型永磁體的優(yōu)化，普遍的做法是采用不等厚永磁體磁極。通常情況下，瓦型永磁體的磁極內(nèi)外徑同心，半徑不同，即永磁體的磁極為等厚的。研究表明，使磁極兩端變薄，可有效優(yōu)化氣隙磁場(chǎng)波形，為兩種不同形狀的瓦型永磁體的磁極。篩分設(shè)備的磁極特點(diǎn)為內(nèi)外半徑相同，但不同心，磁極的兩端變薄了。不同心，內(nèi)外徑相同的磁極，使氣隙磁場(chǎng)分布更接近正弦波。

  (2)定子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

  篩分設(shè)備的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)中的諧波分量，除了與氣隙磁場(chǎng)分布有關(guān)外，還受定子繞組結(jié)構(gòu)的影響。為減少無刷直流電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)中的諧波分量，通常三相定子繞組采用三相星形接法，以抑制繞組中的三次諧波;另外將篩分設(shè)備的定子繞組設(shè)計(jì)成雙層、短距繞組或者正弦繞組可減少感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)中的諧波含量。

  (3)定子電流諧波分量的抑制

  篩分設(shè)備的無刷直流電機(jī)定子電流中的諧波分量主要是因?yàn)闊o刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流都是通過PWM方式產(chǎn)生的，PWM波形中含有大量諧波。調(diào)制波和載波的波形、調(diào)制方式、載波比，載波頻率和逆變器開關(guān)器件的工作頻率，死區(qū)時(shí)間等都對(duì)定子電流中的諧波含量的多少有影響。目前，篩分設(shè)備的PWM調(diào)制方式主要有SPWM、特定諧波消除法PWM、電流跟蹤型PWM、SVPWM等。

  篩分設(shè)備的兩相馬鞍形PWM也可有效抑制定子電流中的諧波;載波波形可以是三角波或鋸齒波，常用的為三角波;同步調(diào)制、異步調(diào)制，單極性調(diào)制、雙極性調(diào)制對(duì)諧波含量也有影響;載波頻率和開關(guān)器件工作頻率越高，諧波含量越少，IGBT開關(guān)器件的工作頻率已達(dá)到以上，可使電流波形相當(dāng)平滑;通過對(duì)死區(qū)時(shí)間的補(bǔ)償，可減少諧波含量。總之，通過合理選擇PWM調(diào)制方式，盡量提高開關(guān)器件工作頻率，對(duì)死區(qū)時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償?shù)确绞娇捎行б种坪Y分設(shè)備的定子電流中的諧波含量，從而減小電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。