【《六种无刷直流电机的PWM调制方式综述》2200字】

六种无刷直流电机的PWM调制方式综述无刷直流电机的PWM调制方式是对恒压源进行斩波，从而改输入电压的平均值，以改变电机电枢电流的大小和电机的转速ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>荣军</Author><Year>2015</Year><RecNum>24</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[14]</style></DisplayText><record><rec-number>24</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="rsrwxtr2gtfdeke20fmprsaydfxp2ztzazsx"timestamp="1618816804">24</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>荣军</author><author>李一鸣</author><author>万军华</author><author>张敏</author><author>陈曦</author></authors></contributors><auth-address>湖南理工学院信息与通信工程学院;工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室;湖南理工学院计算机学院;</auth-address><titles><title>不同PWM调制方式对无刷直流电机调速的影响%J微电机</title></titles><pages>70-74</pages><volume>48</volume><number>10</number><keywords><keyword>无刷直流电机</keyword><keyword>调速</keyword><keyword>PWM调制模式</keyword><keyword>电枢电压</keyword><keyword>仿真</keyword></keywords><dates><year>2015</year></dates><isbn>1001-6848</isbn><call-num>61-1126/TM</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[14]。BLDCM的PWM调制方式的不同也会影响逆变器桥臂上反并续流二极管是否会有非导通相续流的现象，非导通相续流会增加转矩脉动，严重时可能会导致电机转子发生失步的现象，使系统的稳定性变差。PWM调制方式的分类在PWM调制方式中，在一个周期内，每个开关管都要导通120个电角度ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>蒋文强</Author><Year>2017</Year><RecNum>44</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[15]</style></DisplayText><record><rec-number>44</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="rsrwxtr2gtfdeke20fmprsaydfxp2ztzazsx"timestamp="1620881683">44</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>蒋文强</author><author>韩念琛</author><author>王志芳</author><author>詹振海%J计算机仿真</author></authors></contributors><titles><title>单周期及三相导通调制的BLDCM平均转矩控制</title></titles><pages>211-215,284</pages><volume>034</volume><number>011</number><dates><year>2017</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[15]。我们把H表示逆变器中的上桥臂的开关管，L表示逆变器中的下桥臂的开关管，在无刷直流电机的逆变器驱动信号中，PWM控制方式可以分为以下六种：ON-PWM、PWM-ON、H_PWM-L_ON、H_ON-L_PWM、H_PWM-L_PWM和PWM-ON-PWM六种ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>王洁</Author><Year>2019</Year><RecNum>25</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[16]</style></DisplayText><record><rec-number>25</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="rsrwxtr2gtfdeke20fmprsaydfxp2ztzazsx"timestamp="1618817419">25</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>王洁</author><author>陈永军</author><author>何舟</author><author>石宽</author><author>李寅生</author></authors></contributors><auth-address>长江大学电子信息学院;</auth-address><titles><title>六种PWM方式对无刷直流电机性能影响研究%J仪器仪表与分析监测</title></titles><pages>8-14</pages><number>04</number><keywords><keyword>无刷直流电机</keyword><keyword>脉宽调制技术</keyword><keyword>电磁转矩</keyword><keyword>换相转矩脉动</keyword><keyword>非导通相电流续流</keyword></keywords><dates><year>2019</year></dates><isbn>1002-3720</isbn><call-num>11-2048/TH</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[16]。双管调制方式是指导通相的上桥臂或下桥臂的功率管同时进行PWM调制。单管调制方式是导通相只有一个功率管在进行PWM调制。上述几种调制方式中H-PWM-L-PWM属于双管调制，其他五种属于单管调制ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>王洁</Author><Year>2019</Year><RecNum>25</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[16]</style></DisplayText><record><rec-number>25</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="rsrwxtr2gtfdeke20fmprsaydfxp2ztzazsx"timestamp="1618817419">25</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>王洁</author><author>陈永军</author><author>何舟</author><author>石宽</author><author>李寅生</author></authors></contributors><auth-address>长江大学电子信息学院;</auth-address><titles><title>六种PWM方式对无刷直流电机性能影响研究%J仪器仪表与分析监测</title></titles><pages>8-14</pages><number>04</number><keywords><keyword>无刷直流电机</keyword><keyword>脉宽调制技术</keyword><keyword>电磁转矩</keyword><keyword>换相转矩脉动</keyword><keyword>非导通相电流续流</keyword></keywords><dates><year>2019</year></dates><isbn>1002-3720</isbn><call-num>11-2048/TH</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[16]。ON-PWM：前60个电角度处于恒通状态，后60个电角度受到PWM驱动信号控制：图3-SEQ图3-\*ARABIC1ON-PWM调制方式PWM-ON：前60个电角度受到PWM驱动信号控制，后60个电角度处于恒通状态：图3-SEQ图3-\*ARABIC2PWM-ON调制方式H_PWM-L_ON：上桥臂受到PWM驱动信号控制，下桥臂处于恒导通状态：图3-SEQ图3-\*ARABIC3H_PWM-L_ON调制方式H_ON-L_PWM：上桥臂处于恒导通状态，下桥臂受到PWM驱动信号控制：图3-SEQ图3-\*ARABIC4H_ON-L_PWM调制方式H_PWM-L_PWM：上下桥臂都受到PWM驱动信号控制：图3-SEQ图3-\*ARABIC5H_PWM-L_PWM调制方式PWM-ON-PWM:每一个功率管导通时的前30个电角度和后30个电角度受PWM驱动信号控制，中间60°处于恒导通状态：图3-SEQ图3-\*ARABIC6PWM-ON-PWM调制方式对二极管续流现象的分析理想的情况下，一个周期内的每种工作状态下都会有两相绕组的导通，另外一相绕组不导通没有电流通过。但是通过仿真我们可以看到，不同的PWM调制方式是否会引起非导通相二极管续流的现象也不同，非导通相的二极管电流续流现象会造成电机转矩脉动的增大ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>安群涛</Author><Year>2010</Year><RecNum>27</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[17]</style></DisplayText><record><rec-number>27</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="rsrwxtr2gtfdeke20fmprsaydfxp2ztzazsx"timestamp="1618905963">27</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>安群涛</author><author>孙立志</author><author>刘超</author><author>孙力</author></authors></contributors><auth-address>哈尔滨工业大学电气工程系;</auth-address><titles><title>无刷直流电机的磁链自控直接转矩控制%J中国电机工程学报</title></titles><pages>86-92</pages><volume>30</volume><number>12</number><keywords><keyword>无刷直流电机</keyword><keyword>直接转矩控制</keyword><keyword>磁链自控</keyword><keyword>转矩波动</keyword><keyword>滑模观测器</keyword></keywords><dates><year>2010</year></dates><isbn>0258-8013</isbn><call-num>11-2107/TM</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[17]。严重时可能会导致电机失步以至于换相不正确，最终致使电机失去稳定，无法正常工作。下面分析一下非导通相续流二极管的现象产生的原因。如图3-7~3-11，其中T1~6是功率管，D1~6是反并联二极管。图3-SEQ图3-\*ARABIC7图3-7是BC相导通状态，对应两相功率管(T3和T6)开通，中性点电压等于直流环节电压的一半。图3-SEQ图3-\*ARABIC8图3-SEQ图3-\*ARABIC9如图3-8，上管(T3)PWM信号控制，下管(T6)处于导通状态，当上管关断时，必有续流电流通过非PWM相的下桥臂功率管(T6)和进行PWM对应相的下桥臂续流二极管(D4)进行流通，中性点电压等于0电压。此时，如图3-9，A相反电动势小于0，则A相的下桥臂续流二极管(D2)将承受正向电压而导通。图3-SEQ图3-\*ARABIC10图3-SEQ图3-\*ARABIC11如图3-10，在需要关断功率管，还可以是另一种，即进行PWM的是下管(T6)，当下管关断，必有续流电流通过非PWM相的上桥臂功率管(T3)和进行PWM对应相的上桥臂续流二极管(D5)进行流通。此时中性点电压与母线电压大小相等，如图3-11绿色为二极管续流电流流通路径，A相反电动势大于0，则A相的上桥臂续流二极管(D4)将承受正向电压而导通。对六种PWM调制方式的Simulink/Matlab的仿真通过Simulink/Matlab软件进行建模对六种PWM调制方式的仿真，结果表明不同的调制方式无刷直流电机的影响也是不同的。仿真结果如图3-7所示。图3-12（a）为调制方式ON-PWM下的A相的电流波形，可以看出非导通区间0~π/6区间没有续流现象，在5π/6~π区间有负向电流续流，在π~7π/6区间没有续流现象，在11π/6~π区间有正向电流续流。图3-12（b）为调制方式PWM-ON下的A相的电流波形，可以看出非导通区间0~π/6区间有负向电流续流，在5π/6~π区间没有续流现象，在π~7π/6区间有正向电流续流，在11π/6~π区间没有续流现象。图3-12（c）为调制方式H_PWM-L_ON下的A相的电流波形，可以看出非导通区间0~π/6区间没有续流现象，在5π/6~π区间没有续流现象，在π~7π/6区间有正向电流续流，在11π/6~π区间有正向电流续流。图3-12（d）为调制方式H_ON-L_PWM下的A相的电流波形，可以看出非导通区间0~π/6区间有负向电流续流，在5π/6~π区间有负向电流续流，在π~7π/6区间没有续流现象，在11π/6~π区间没有续流现象。图3-12（e）为调制方式H_PWM-L_PWM下的A相的电流波形，0~π/6、5π/6~π、π~7π/6、11π/6~π区间A相二极管都没有续流现象。图3-12（f）为调制方式PWM-ON-PWM下的A相的电流波形，0~π/6、5π/6~π、π~7π/6、11π/6~π区间A相二极管都没有续流现象。图3-SEQ图3-\*ARABIC12六种PWM调制方式下的相电流波形通过对六种PWM调制方式的仿真，观察续流二极管的现象，对六种PWM调制方式产生的续流现象如下表总结。表3-SEQ表3-\*ARABIC1对六种PWM调制方式的总结0~π/65π/6~ππ~7π/611π/6~πON-PWM没有续流负向续流没有续流正向续流PWM-ON负向续流没有续流正向续流没有续流H_PWM-L_ON没有续流没有续流正向续流正向续流H_ON-L_PWM负向续流负向续流没有续流没有续流H_PWM-L_PWM没有续流没有续流没有续流没有续流PWM-ON-PWM没有续流没有续流没有续流没有续流PWM调制方式的选择应综合考虑以下几个因素ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>杨新龙</Author><Year>2013</Year><RecNum>28</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[18]</style></DisplayText><record><rec-number>28</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="rsrwxtr2gtfdeke20fmprsaydfxp2ztzazsx"timestamp="1618987603">28</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>杨新龙</author><author>窦满峰</author><author>张振华</author></authors></contributors><auth-address>西北工业大学;</auth-address><titles><title>双极型PWM调制方式对无刷直流电机换相转矩脉动的影响%J微电机</title></titles><pages>36-39</pages><volume>46</volume><n