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1、 Influence of Conduction Advance Angel on the Characteristics of BLDC Motor 李建军李建军2008年年12月月27日日超前角对电机特性的影响超前角对电机特性的影响Presentation in HIT2*主要内容主要内容主要内容主要内容 超前角的概念超前角的概念 几个问题几个问题 超前角对电机特性的影响超前角对电机特性的影响机械特性的影响机械特性的影响波动力矩的影响波动力矩的影响电机效率的影响电机效率的影响无位置控制中的应用无位置控制中的应用电机动态特性电机动态特性 最优超前角控制最优超前角控制 Presentation
2、 in HIT3*一、几个问题一、几个问题一、几个问题一、几个问题 l1.1 什么是超前角？什么是超前角？导通超前角(Conduction advance angle)电流超前角(Current leading angel)弱磁控制(Field weaking control)l1.2 什么是指最优超前角？怎样实现最优超前角控制？什么是指最优超前角？怎样实现最优超前角控制？在方波控制中最常见的一种最优超前角公式l1.3 最优超前角一定是最优超前角一定是“最优最优”吗？吗？对效率和电机各种特性来说l1.4 表面凸出式和内置式？表面凸出式和内置式？最优超前角是否在Id=0处?Presentatio
3、n in HIT4*二、超前角的概念二、超前角的概念二、超前角的概念二、超前角的概念 l2.1 导通超前角导通超前角（Conduction advance angel）导通逻辑Presentation in HIT5*二、超前角的概念二、超前角的概念二、超前角的概念二、超前角的概念 l2.1 导通超前角导通超前角（Conduction advance angel）傅里叶分解Presentation in HIT6*二、超前角的概念二、超前角的概念二、超前角的概念二、超前角的概念 l2.1 导通超前角导通超前角（Conduction advance angel）简易正弦波导通逻辑Presenta
4、tion in HIT7*二、超前角的概念二、超前角的概念二、超前角的概念二、超前角的概念 l2.1 导通超前角导通超前角（Conduction advance angel）CRPWMPresentation in HIT8*二、超前角的概念二、超前角的概念二、超前角的概念二、超前角的概念 l2.1 导通超前角导通超前角（Conduction advance angel）Presentation in HIT9*二、超前角的概念二、超前角的概念二、超前角的概念二、超前角的概念 l2.2 电流超前角电流超前角（Current leading angel）正弦波电机IPMl2.3 弱磁控制弱磁控制
5、（Field weaking control）电压极限，提高转速Presentation in HIT10*主要内容主要内容主要内容主要内容 超前角的概念超前角的概念 几个问题几个问题 超前角对电机特性的影响超前角对电机特性的影响机械特性的影响机械特性的影响波动力矩的影响波动力矩的影响电机效率的影响电机效率的影响无位置控制中的应用无位置控制中的应用电机动态特性电机动态特性 最优超前角控制最优超前角控制 Presentation in HIT11*三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响l3.1 机械特性的影响机械特性的影响Pres
6、entation in HIT12*三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响l3.1机械特性的影响机械特性的影响IPMPresentation in HIT13*三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响l3.1 机械特性的影响机械特性的影响IPMId为负值时转矩系数最大Presentation in HIT14*三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响l3.2 波动力矩的影响波动力矩的影响当反电动势的平顶
7、宽度为180度电角度时，相电流超前反电动势一定的角度对电磁转矩没有影响，因为在相电流相位移动的范围内，反电动势没有变化。当反电动势的平顶宽度小于120“电角时，由于120“区间内反电动势的变化，电磁转矩将随着换相超前角的改变而改变。Presentation in HIT15*三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响l3.2 波动力矩的影响波动力矩的影响在BLDCM的反电动势平顶宽度小于120度时，换相超前角的增加会导致电磁转矩脉动的增加。Presentation in HIT16*三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影
8、响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响l3.2 波动力矩的影响波动力矩的影响电磁转矩纹波峰峰值随不同的和的变化规律，从图中可以看出，转矩纹波峰峰值随着和的减小而逐渐减小，当=0，=30时转矩纹波的峰峰值降为零。BLDCM反电动势的平顶宽度大于120“电角以后，在理想矩形波电流激励下将产生恒定的电磁转矩。当换超前角30度，在任何下，转矩纹波峰峰值都为基值的50%，这对应于在反电动势的过零点开始换相，电流上升，开通相此刻产生的电磁转矩为0，总的电磁转矩只有非换相相产生。Presentation in HIT17*三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特
9、性的影响三、超前角对电机特性的影响l3.2 波动力矩的影响波动力矩的影响0度20度30度40度Presentation in HIT18*三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响l3.3 电机效率的影响电机效率的影响3.3.1 唐任远院士的原话对表面凸出式（表贴式）转子磁路结构的永磁同步电动机来说，此时单位定子电流可获得最大的转矩。或者说在产生所要求转矩的情况下，只需最小的定子电流，从而使铜耗下降，效率有所提高。这也是表面凸出式转子磁路结构的水磁同步电动机通常采用Id0控制的原因。Presentation in HIT19*三、超
10、前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响3.3.2 铜损Presentation in HIT20*三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响3.3.3 铁损Presentation in HIT21*三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响l3.3 电机效率的影响电机效率的影响3.3.4 转子涡流损耗对不起！没有相关文献，我正在努力！我还没有搞明白！到底有没有影响？有多大影响？等我下一次作报告吧！Present
11、ation in HIT22*三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响l3.3 电机效率的影响电机效率的影响3.3.5 效率对于表面凸出式，难清楚，Id=0只是说明最大转矩/电流，铜损最小，铁损和转子涡流损耗没有相关分析。研究方法：一、外加正弦波电流，让绕组超前、滞后反电动势。二、外加方波电路，Id=0处难确定。三、实验方法测量，位置信号与电流相位确定Id=0。Presentation in HIT23*3.5.4 3.5.4 超前角对电机特性的影响超前角对电机特性的影响超前角对电机特性的影响超前角对电机特性的影响l3.3 电机效
12、率的影响电机效率的影响3.3.5 IPM效率 Presentation in HIT24*三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响l3.4 电机动态特性电机动态特性Presentation in HIT25*三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响三、超前角对电机特性的影响l3.5 方波无位置控制中的应用方波无位置控制中的应用Presentation in HIT26*四、最优超前角控制四、最优超前角控制四、最优超前角控制四、最优超前角控制 Presentation in HIT27*四、最优超前角控制四、最优超前角控制四、最优超前角控制四、最优超前角控制 l实现方法实现方法霍尔安装（对速度不敏感）位置估算l“优但不最优优但不最优”铜损最小，铁损不是转矩波动变大二极管续流时间不是最短