反電動(dòng)勢(shì)為理想梯形波的永磁直流無刷電機(jī),通以120°電角度間隔的方波電流,會(huì)有著恒定的轉(zhuǎn)矩,且沒有轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。而在非理想條件下會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),主要有以下兩種:
(1)相電流開通和關(guān)斷時(shí)偏離所需的恒幅值電流指令會(huì)產(chǎn)生十分明顯的換相轉(zhuǎn)矩。
(2)逆變器輸出電壓的開關(guān)諧波產(chǎn)生了諧波電流,從而產(chǎn)生開關(guān)諧波轉(zhuǎn)矩。
當(dāng)然還有其他類型的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),例如由于永磁體和它們?cè)谘b配中的不對(duì)稱、氣隙的偏心以及定位轉(zhuǎn)矩等產(chǎn)生的,但這些都很少被提及。在給定的電機(jī)參數(shù)下,針對(duì)磁通分布的不對(duì)稱和電流換相等因素,對(duì)換相轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分析,并且給出分析結(jié)果。
直流無刷電機(jī)的弱磁控制與永磁同步電機(jī)的有些類似,都是利用電流的超前角控制。當(dāng)電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)等于或超過逆變器輸出能達(dá)到的相電壓峰值值時(shí),電機(jī)就開始使用弱磁控制。在這種模式下,注意到當(dāng)電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)等于或超過逆變器所能提供的峰值相電壓時(shí),電流控制器已經(jīng)飽和,因而此時(shí)沒有瞬時(shí)電流控制。因此僅有的辦法是設(shè)法控制電壓,使得反電動(dòng)勢(shì)比電壓低時(shí)讓電壓的導(dǎo)通角超前。這發(fā)生在梯形波反電動(dòng)勢(shì)的上升階段,以及從平直段或者是極大恒定值區(qū)域下降時(shí)。然后電流的導(dǎo)通角也被提前,結(jié)果導(dǎo)致電流的相位超前。在這里,將再次利用分析的結(jié)果去理解概念以及指導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用。通過考慮波形為理想梯形波的輸入電流的基波以及磁通密度的分布來進(jìn)行穩(wěn)態(tài)性能的預(yù)測(cè)。但是實(shí)際上,尤其是在相位超前模式中,電流是外加電壓的響應(yīng),因此需要通過估計(jì)它去獲得轉(zhuǎn)矩而不是假定它。這就需要永磁直流無刷電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)態(tài)模型,按規(guī)定對(duì)所需的輸入電壓進(jìn)行編程,以便研究電機(jī)在任意速度下的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩和電流特性。研究這些所需的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)學(xué)模型。注意評(píng)價(jià)具體應(yīng)用時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的實(shí)用性時(shí)需要用到轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)因此在所有的條件下包括電流超前角模式中都需要計(jì)算轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。