楊建飛，陳秋仲，王日茗，邱 鑫，金 振，張永民，王浩亮

(1.南京師范大學(xué) 電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院，南京 210023； 2.南京智能高端裝備產(chǎn)業(yè)研究院有限公司，南京 210042；3.江蘇遠(yuǎn)東電機(jī)制造有限公司，泰州 225500)

0 引 言

無(wú)刷直流電機(jī)(以下簡(jiǎn)稱BLDCM)具有效率高、易于控制、可靠性高、便攜等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在軍事、汽車、醫(yī)療、辦公自動(dòng)化和家用設(shè)備等不同領(lǐng)域[1-3]。但是換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)這一缺點(diǎn)是限制BLDCM在高性能場(chǎng)合應(yīng)用的主要原因之一[4-6]。BLDCM理想反電動(dòng)勢(shì)為梯形波，但在實(shí)際使用中反電動(dòng)勢(shì)并非理想化，因此關(guān)于BLDCM在兩相導(dǎo)通運(yùn)行方式下的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制一直是電機(jī)控制領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究問(wèn)題[7-9]。

直接轉(zhuǎn)矩控制(以下簡(jiǎn)稱DTC)相比于其他控制方法具有控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快的特點(diǎn)，眾多學(xué)者對(duì)DTC進(jìn)行了深入的研究，研究發(fā)現(xiàn)DTC運(yùn)用在BLDCM上能有效抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)[10-19]。文獻(xiàn)[11]提出了適用于BLDCM 的DTC控制方案，采用轉(zhuǎn)矩滯環(huán)以及磁鏈滯環(huán)控制，針對(duì)兩相導(dǎo)通存在關(guān)斷相問(wèn)題，提出了將功率管全關(guān)斷的矢量作為零電壓矢量。針對(duì)傳統(tǒng)BLDCM DTC系統(tǒng)雙閉環(huán)中磁鏈環(huán)磁鏈較難計(jì)算的問(wèn)題，文獻(xiàn)[13-14]提出了一種轉(zhuǎn)矩單環(huán)的DTC方案，采用位置傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置發(fā)送電壓矢量代替?zhèn)鹘y(tǒng)的定子磁鏈觀測(cè)。文獻(xiàn)[15]提出,當(dāng)電壓矢量選擇表中采用的零矢量為開關(guān)管全關(guān)斷的電壓矢量時(shí)，并沒(méi)有得到所定義的零矢量即三相繞組短路。文獻(xiàn)[16]通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，指出電機(jī)矢量選擇表采用全關(guān)斷矢量作為零矢量時(shí)，由于電機(jī)繞組呈感性，電機(jī)電流不可突變，在二極管導(dǎo)通的情況下，電機(jī)繞組內(nèi)電流通過(guò)續(xù)流二極管續(xù)流，導(dǎo)致全關(guān)斷零矢量作用效果與電機(jī)上一控制周期發(fā)送矢量的反矢量相同，最終導(dǎo)致使用全關(guān)斷零矢量的電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)偏大。文獻(xiàn)[18-19]根據(jù)BLDCM兩相導(dǎo)通的特點(diǎn)，提出針對(duì)兩相導(dǎo)通BLDCM的零矢量應(yīng)該是使導(dǎo)通相合成電壓矢量為零的電壓矢量，以此構(gòu)造了兩種零矢量，阻止了關(guān)斷相續(xù)流的現(xiàn)象。文獻(xiàn)[19]分析各個(gè)扇區(qū)內(nèi)電機(jī)關(guān)斷相反電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律，將零矢量與反電動(dòng)勢(shì)變化規(guī)律相匹配，將6扇區(qū)劃分為12扇區(qū)，建立了新零矢量選擇表，以遏制關(guān)斷相續(xù)流，有效地抑制了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。

由上述文獻(xiàn)可知，BLDCM DTC系統(tǒng)中零矢量選擇正確與否是影響電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能的重要因素。本文在現(xiàn)有兩相導(dǎo)通BLDCM DTC系統(tǒng)零矢量研究的基礎(chǔ)上，對(duì)雙管零矢量作用過(guò)程中電機(jī)導(dǎo)通相相電流以及轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律展開深入研究，對(duì)零矢量加以改進(jìn)，完善BLDCM DTC系統(tǒng)理論體系。

1 兩相導(dǎo)通BLDCM DTC基本理論

1.1 兩相導(dǎo)通BLDCM數(shù)學(xué)模型

以星型連接的BLDCM為例，利用電機(jī)相變量建立數(shù)學(xué)模型，并作如下假設(shè)：

(1)假設(shè)電機(jī)磁路處于不飽和狀態(tài)；

(2)忽略定子齒槽效應(yīng)，且三相繞組均勻分布；

(3)不計(jì)磁滯和渦流損耗和電樞反應(yīng)的影響；

(4)認(rèn)為逆變器的開關(guān)特性均為理想特性。

圖1為BLDCM星型連接的調(diào)速系統(tǒng)模型。

圖1 BLDCM星型連接的調(diào)速系統(tǒng)圖

圖1中，6個(gè)開關(guān)管分別用VT1～VT6表示，三相反電動(dòng)勢(shì)分別用ea、eb、ec表示，定子三相電壓分別用ua、ub、uc表示，定子三相電流分別用ia、ib、ic表示，定子各相等效電感以及互感分別用L、M表示，定子各相電阻用Rs表示，直流母線電源為UDC，逆變器電源地為g。

由于BLDCM反電動(dòng)勢(shì)波形為梯形，采用兩相導(dǎo)通的控制方式能夠獲得最大的轉(zhuǎn)矩輸出。兩相導(dǎo)通控制方式又稱為三相六拍控制方式，穩(wěn)態(tài)時(shí)在任意控制周期內(nèi)，都存在一相關(guān)斷，每經(jīng)過(guò)60°切換一次。

為測(cè)量方便，列寫B(tài)LDCM定子三相端電壓方程如下:

(1)

式中：uag、ubg、ucg為三相端點(diǎn)的對(duì)地電壓；LM為定子繞組等效電感，LM=L-M；ung為中性點(diǎn)對(duì)地電壓。

BLDCM電磁轉(zhuǎn)矩公式如下：

(2)

式中：Te表示電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩；Ωr表示轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度。

兩相導(dǎo)通控制方式下，電機(jī)關(guān)斷相相電流在理想條件下為零，且相反電動(dòng)勢(shì)幅值與相電流幅值均為定值，故轉(zhuǎn)矩可簡(jiǎn)化為兩導(dǎo)通相反電動(dòng)勢(shì)和相電流乘積之和如下式：

(3)

式中：E為反電動(dòng)勢(shì)幅值；I為相電流幅值。

1.2 兩相導(dǎo)通BLDCM DTC空間電壓矢量定義

目前，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)兩相導(dǎo)通的BLDCM DTC系統(tǒng)中的電壓矢量已有了較為系統(tǒng)的理論體系。ZHU Z Q等人提出使用6個(gè)有效狀態(tài)來(lái)表示電壓矢量Vs[15]，如圖2所示。圖2中還給出了轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶喀譮，其中，θr是ψf相對(duì)于α軸的位置。采用二進(jìn)制數(shù)對(duì)6個(gè)開關(guān)管狀態(tài)進(jìn)行表示，“0”表示開關(guān)管關(guān)斷，“1”表示開關(guān)管導(dǎo)通。以電壓矢量V1為例，V1(100001)表示VT1、VT6導(dǎo)通，VT2～VT5關(guān)斷。

圖2 BLDCM DTC 6扇區(qū)電壓矢量空間分布圖

傳統(tǒng)BLDCM DTC系統(tǒng)中，零矢量定義為開關(guān)管全關(guān)斷的矢量V0(000000)。有研究發(fā)現(xiàn)，電機(jī)采用傳統(tǒng)DTC控制，電機(jī)發(fā)送全關(guān)斷矢量時(shí)刻與上一控制周期發(fā)送矢量的反矢量的電機(jī)等效電路相同，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的產(chǎn)生[16]。因此，如何定義零矢量成為了亟需解決的難題。

文獻(xiàn)[14]提出了新的零電壓矢量概念，參考PMSM中零矢量的定義，即該空間電壓矢量使合成電壓矢量為零。將這一定義類比到兩相導(dǎo)通的BLDCM中，可得到使導(dǎo)通相合成電壓矢量為零的電壓矢量。該矢量被稱為雙管零矢量，通過(guò)導(dǎo)通相上橋臂開關(guān)管導(dǎo)通使合成電壓矢量為零的電壓矢量稱為上雙管零矢量；通過(guò)兩導(dǎo)通相下橋臂開關(guān)管導(dǎo)通使合成電壓矢量為零的電壓矢量為下雙管零矢量。最終整理出每個(gè)扇區(qū)內(nèi)用于替換原有的全關(guān)斷零矢量的雙管零矢量表，如表1所示。

表1 雙管零矢量表

圖2的6個(gè)非零電壓矢量V1、V2、V3、V4、V5、V6和表1的6個(gè)雙管零矢量V71、V72、V73、V01、V02、V03共同組成了電壓矢量集合Vs，這是兩相導(dǎo)通BLDCM DTC系統(tǒng)運(yùn)行的推動(dòng)力。

文獻(xiàn)[19]分析了零矢量作用時(shí)電機(jī)電流與轉(zhuǎn)矩的變化，研究發(fā)現(xiàn)零矢量選擇不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，因此合理選擇零矢量可以有效的阻止關(guān)斷相續(xù)流，對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)進(jìn)行抑制。以扇區(qū)S2為例，b相正向?qū)ǎ琧相反向?qū)?，轉(zhuǎn)子磁鏈所處的角度為30°～90°，當(dāng)需要減小轉(zhuǎn)矩時(shí)需要根據(jù)關(guān)斷相反電動(dòng)勢(shì)幅值選擇零電壓矢量。轉(zhuǎn)子磁鏈角位于30°～60°時(shí)，ea<0，選擇上雙管零矢量V72作為零矢量，轉(zhuǎn)子磁鏈角位于60°～90°時(shí)，ea>0，選擇下雙管零矢量V02作為零矢量。依此對(duì)其他扇區(qū)電機(jī)狀態(tài)進(jìn)行分析，每一個(gè)60°扇區(qū)依此被平均細(xì)分為30°的小扇區(qū)，得到改進(jìn)后的12扇區(qū)矢量選擇表，如表2所示。

表2 雙管零矢量選擇表

2 兩相導(dǎo)通BLDCM DTC零矢量?jī)?yōu)化

2.1 雙管零矢量分析

采用表2的電壓矢量選擇表，以270°～300°扇區(qū)為例，對(duì)電機(jī)電流進(jìn)行分析。如圖3所示，正矢量V6(100100)作用期間，繞組內(nèi)電流流向?yàn)锳+、B-，開關(guān)管VT1、VT4導(dǎo)通，母線電源與VT1、A相繞組、B相繞組、VT4構(gòu)成回路；雙管零矢量V72(101000)作用期間，由于繞組電感的存在，此時(shí)繞組內(nèi)電流不變，電流流向應(yīng)仍為A+、B-，開關(guān)管VT1、VT3導(dǎo)通，兩導(dǎo)通相繞組內(nèi)電流通過(guò)兩相繞組與VT1、VT3形成續(xù)流回路，此時(shí)A、B相繞組短接。

圖3 正矢量、雙管零矢量作用期間等效電路圖

初步分析可知，雙管零矢量作用期間，電機(jī)兩導(dǎo)通相繞組短路，不存在關(guān)斷相續(xù)流的問(wèn)題，但采用表2的情況下電機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化規(guī)律仍需詳細(xì)討論。

如圖4所示，以270°～300°扇區(qū)為例，續(xù)流時(shí)間足夠長(zhǎng)的情況下，雙管零矢量V72作用期間，電機(jī)續(xù)流回路中，A、B相合成反電動(dòng)勢(shì)為2E。在A、B相合成反電動(dòng)勢(shì)的作用下，續(xù)流二極管與開關(guān)管形成的回路，發(fā)生反向續(xù)流的現(xiàn)象，繞組內(nèi)電流從A+B-切換至A-B+。

圖4 雙管零矢量V72(000101)作用期間等效電路圖

類比到其他扇區(qū)均可發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象，當(dāng)反向續(xù)流現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，雙管零矢量作用效果與反矢量相同，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生負(fù)向轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致額外的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。

2.2 新型零矢量分析

對(duì)采用雙管零矢量選擇表的電機(jī)繞組內(nèi)電流流向分析可知，雙管零矢量雖然能夠滿足零矢量要求，但如果續(xù)流時(shí)間足夠的情況下，繞組內(nèi)電流續(xù)流結(jié)束降為零，產(chǎn)生反向續(xù)流，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。

進(jìn)一步分析，若發(fā)送的零電壓矢量能在正向續(xù)流結(jié)束后切斷反向續(xù)流的回路，就可以在滿足零矢量定義的條件下，不產(chǎn)生額外的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。仍以270°～300°扇區(qū)為例，正矢量V6作用結(jié)束后，將發(fā)送的零矢量由雙管零矢量V72(101000)改為新型零矢量(100000)，開關(guān)管VT3關(guān)斷，繞組內(nèi)電流可通過(guò)開關(guān)管VT3的反并二極管與A相繞組、VT1構(gòu)成回路，兩導(dǎo)通相仍短路，等效電路如圖5(a)所示。如圖5(b)所示，由于開關(guān)管反并二極管VD3反向截止作用，繞組內(nèi)電流在正向續(xù)流結(jié)束后，反向續(xù)流的回路被阻斷，與期望得到的電壓矢量一致。

圖5 新型零電壓矢量作用期間等效電路圖

由上述分析可知，在270°～300°扇區(qū)內(nèi)，改進(jìn)后的零矢量(100000)在續(xù)流結(jié)束前后均可以滿足零矢量定義，稱該矢量為單管零矢量。

2.3 基于新型零矢量的優(yōu)化電壓矢量選擇表

根據(jù)上文分析，在270°～300°扇區(qū)內(nèi)，改進(jìn)后的單管零矢量續(xù)流結(jié)束前后均可滿足BLDCM DTC系統(tǒng)中零矢量的要求。類比到其他扇區(qū)內(nèi)，可得到12個(gè)類似的單管零矢量，即可得到單管零矢量選擇表，如表3所示。

表3 單管零矢量選擇表

3 實(shí)驗(yàn)分析

基于TMS320F28335 芯片設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制板，并與外圍采樣電路、功率板以及電機(jī)對(duì)拖平臺(tái)共同搭建實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)電機(jī)主要參數(shù)如表4所示，程序采用純轉(zhuǎn)矩環(huán)控制[20]，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制周期為60 μs。

圖6是BLDCM DTC的控制系統(tǒng)框圖，包括DSP核心控制電路、功率板以及電機(jī)拖動(dòng)平臺(tái)。

表4 BLDCM主要參數(shù)

圖6 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)圖

3.1 雙管零矢量實(shí)驗(yàn)分析

首先對(duì)雙管零矢量的理論分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)中電壓矢量選擇表采用表2的雙管零矢量選擇表，對(duì)比實(shí)驗(yàn)采用相同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)載的實(shí)驗(yàn)方式，設(shè)定額定轉(zhuǎn)速為200 r/min，電機(jī)負(fù)載為空載與滿載。

圖7為雙管零矢量作用下的轉(zhuǎn)矩與導(dǎo)通相電流波形圖。將圖7(a)中轉(zhuǎn)矩，A、B相電流放大如圖8(a)所示；將圖7(b)中轉(zhuǎn)矩，A、B相電流放大如圖8(b)所示。由圖7(a)、圖8(a)可知，在雙管零矢量作用下，未出現(xiàn)關(guān)斷相電流，也未出現(xiàn)關(guān)斷相電流引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。同理論分析結(jié)果相同，電機(jī)空載時(shí)，兩導(dǎo)通相出現(xiàn)反向續(xù)流，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩波動(dòng)；然而，從圖8(b)轉(zhuǎn)矩，A、B相電流放大圖中可以發(fā)現(xiàn)，滿載時(shí)電機(jī)卻和理論分析結(jié)果不同，并未出現(xiàn)反向續(xù)流，對(duì)這一現(xiàn)象作進(jìn)一步分析。

圖7 雙管零矢量實(shí)驗(yàn)波形圖

圖8 雙管零矢量實(shí)驗(yàn)波形放大圖

由式(3)可知，轉(zhuǎn)矩隨著電流增大而增大，呈正相關(guān)，若轉(zhuǎn)矩較小，則電流幅值小。在當(dāng)前控制周期內(nèi)發(fā)送矢量為雙管零矢量時(shí)，續(xù)流時(shí)間足夠，正向續(xù)流的電流幅值容易降為零，導(dǎo)致反向續(xù)流的情況出現(xiàn)。反之，若轉(zhuǎn)矩較大，在續(xù)流時(shí)間相同的情況下，續(xù)流電流也較大，正向續(xù)流結(jié)束后，電機(jī)導(dǎo)通相電流仍存在且并未降為零，此時(shí)已經(jīng)發(fā)送下一個(gè)正矢量，也就阻止了反向續(xù)流通路的構(gòu)成，故以上對(duì)比實(shí)驗(yàn)得到的實(shí)驗(yàn)波形與理論分析一致。

通過(guò)以上理論分析以及實(shí)驗(yàn)對(duì)比可知：滿載情況下，當(dāng)前控制周期發(fā)送矢量為雙管零矢量時(shí)，不存在關(guān)斷相續(xù)流，導(dǎo)通相之間合成電壓矢量為零，可作為零矢量替換原有全關(guān)斷零矢量；空載或小負(fù)載情況下，若電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中因負(fù)載較小而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩小，使電機(jī)導(dǎo)通相繞組內(nèi)電流較小，仍會(huì)產(chǎn)生反向續(xù)流，影響電機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的產(chǎn)生。

3.2 新型零矢量實(shí)驗(yàn)分析

采用表3的單管零矢量選擇表對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩、導(dǎo)通相電流波形展開實(shí)驗(yàn)分析，實(shí)驗(yàn)設(shè)定額定轉(zhuǎn)速為200 r/min，電機(jī)負(fù)載設(shè)定為空載與滿載進(jìn)行對(duì)比。

圖9 單管零矢量實(shí)驗(yàn)波形圖

圖10 單管零矢量實(shí)驗(yàn)波形放大圖

圖9為單管零矢量作用下的轉(zhuǎn)矩與導(dǎo)通相電流波形圖。將圖9(a)中轉(zhuǎn)矩，A、B相電流放大如圖10(a)所示；將圖9(b)中轉(zhuǎn)矩，A、B相電流放大如圖10(b)所示。從圖9中可以看出，在單管零矢量作用下，電機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能與雙管零矢量作用時(shí)類似，不存在關(guān)斷相續(xù)流，也未出現(xiàn)關(guān)斷相引起的轉(zhuǎn)矩墜落。單管零矢量作用期間，電機(jī)穩(wěn)態(tài)性能與上文理論分析結(jié)果一致，即電機(jī)空載時(shí)，導(dǎo)通相電流在正向續(xù)流結(jié)束后無(wú)反向續(xù)流通路，也就不存在反向續(xù)流導(dǎo)致的反向轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)；電機(jī)滿載時(shí)，給定轉(zhuǎn)矩較高，由式(3)可知，此時(shí)導(dǎo)通相電流幅值較高，在續(xù)流時(shí)間一定的情況下，導(dǎo)通相續(xù)流電流降為零前，正向續(xù)流結(jié)束，也不存在反向續(xù)流導(dǎo)致的額外轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。兩種零矢量在相同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)載的實(shí)驗(yàn)條件下，可初步驗(yàn)證單管零矢量可作為零矢量，起到降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)并遏制續(xù)流回路的作用。

為進(jìn)一步驗(yàn)證單管零矢量的有效性，開展不同負(fù)載、不同轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)條件下兩種零矢量對(duì)比實(shí)驗(yàn)，由于篇幅有限，實(shí)驗(yàn)波形圖不再全部展示，僅將部分實(shí)驗(yàn)波形數(shù)據(jù)整理如表5所示。

表5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表5中，兩種電壓矢量作用時(shí)對(duì)兩者轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的差取絕對(duì)值，其與前者作用時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的比值為轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制率。

從表5的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：不同額定轉(zhuǎn)速、電機(jī)空載狀態(tài)下，控制策略采用單管零矢量選擇表時(shí)，相電流幅值減小，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減小，且抑制率達(dá)到15%以上；在負(fù)載較大的情況下，電機(jī)給定轉(zhuǎn)矩較大，導(dǎo)致電機(jī)相電流幅值大于空載條件下相電流幅值，正向續(xù)流時(shí)間較長(zhǎng)，續(xù)流電流降至零前，正向續(xù)流已經(jīng)結(jié)束，也就不存在反向續(xù)流問(wèn)題。但是從表5的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看到，在不同額定轉(zhuǎn)速、相同負(fù)載的實(shí)驗(yàn)條件下，電機(jī)負(fù)載在半載或滿載情況下，電機(jī)采用單管零矢量選擇表時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)略小于采用雙管零矢量選擇表的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，且在半載狀態(tài)時(shí)，額定轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制率越高。但如圖8(b)虛線框所示，200 r/min滿載時(shí)，發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)通初始時(shí)刻出現(xiàn)一個(gè)持續(xù)時(shí)間很短且幅值很小的電流尖峰。這個(gè)微小的電流尖峰使得電機(jī)零矢量控制策略采用雙管零矢量選擇表時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)波動(dòng)。這個(gè)電流尖峰的出現(xiàn)是因?yàn)殡姍C(jī)繞組的連續(xù)性，繞組導(dǎo)通狀態(tài)在電機(jī)扇區(qū)換相期間切換，但繞組內(nèi)電流無(wú)法突變，且未切斷電流的續(xù)流回路，引起反向續(xù)流，故在半載、滿載條件下，電機(jī)給定轉(zhuǎn)矩較高，電機(jī)導(dǎo)通相電流較大，導(dǎo)致零矢量作用期間轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大。

電機(jī)在兩種零電壓矢量作用條件下，在不同轉(zhuǎn)矩以及不同負(fù)載下對(duì)電機(jī)穩(wěn)態(tài)性能的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，充分驗(yàn)證了單管零矢量以及改進(jìn)后的電壓矢量選擇表的可行性。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文分析了電機(jī)采用現(xiàn)有的雙管零矢量選擇表時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)矩、導(dǎo)通相電流的變化規(guī)律，針對(duì)性地改進(jìn)了現(xiàn)有的雙管零矢量。對(duì)新型零矢量進(jìn)行理論分析和實(shí)驗(yàn)對(duì)比測(cè)試，主要結(jié)論總結(jié)如下：

1)系統(tǒng)分析了雙管零矢量作用期間對(duì)電機(jī)穩(wěn)態(tài)性能的影響。為了改進(jìn)雙管零電壓矢量，在理論分析的基礎(chǔ)上，提出了一種適用于BLDCM DTC系統(tǒng)的新型零電壓矢量。本文的零矢量可以在定義上滿足零矢量的要求。

2)基于單管零矢量，建立了新的電壓矢量選擇表，將單管零矢量與雙管零矢量在不同實(shí)驗(yàn)條件下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證理論分析的正確性。

3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果表明，單管零矢量可以切斷反向續(xù)流路徑，避免額外的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，且電機(jī)采用單管零矢量選擇表的情況下也對(duì)抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)具有可行性。