Miks on BLDC mootorivoolul tõmblused?

Harjadeta alalisvoolumootori (BLDC) voolu lainekuju kõverdus tekib kommutatsiooniprotsessi ja mootorile omaste omaduste tõttu. BLDC mootori  töö. Seda nähtust täheldatakse sageli faaside ümberlülitamisel, kui mootor liigub erinevate mähiskomplektide vahel.

BLDC mootorivoolu murdumise peamised põhjused

1. Kommutatsiooniefekt

BLDC mootorid kasutavad elektroonilist kommutatsiooni, kus voolu lülitatakse erinevate staatorimähiste vahel rootori asendi alusel. Selle ülemineku ajal muudab vool hetkeks suunda või suurust, põhjustades voolu lainekujus väikese häire või kõveruse.

• Kui rootor liigub, lülitab kontroller voolu ühest faasist teise.

• See lülitusmoment loob üleminekuperioodi, kus vool ei järgi täiesti sujuvat trajektoori, mis viib pöördeni.

2. Mootori mähiste induktiivsus

Staatori mähiste induktiivsus peab vastu äkilistele voolumuutustele. Kommutatsiooni korral ei lange väljalülitatava mähise vool kohe nulli, samas kui järgmise mähise voolu kogunemine võtab veidi aega. See voolu reguleerimise viivitus aitab kaasa lainekujul täheldatud kõverdumisele.

• Mootori induktiivsus tasandab voolu, kuid tekitab faasisiirete ajal viivituse.

• Selle tulemuseks on nähtav kõverdumine, kui vool kohandub uue mähisega.

3. Tagasi elektromotoorjõu (Taga EMF) interaktsioon

Kui rootor pöörleb, tekitab see tagumise EMF-i, mis on vastu rakendatud pingele. Faasiülemineku ajal suhtleb tagumine EMF kommutatsiooniprotsessiga, põhjustades voolu lainekuju väikeseid kõikumisi.

• Tagasi EMF mõjutab voolu suurenemise või vähenemise kiirust faasivahetuse ajal.

• Selle interaktsiooni tulemuseks on voolu lainekuju mittelineaarsused, mis tekitavad kõveruse.

4. MOSFETide/IGBT-de mitteideaalne vahetamine

Inverteris kasutatavad lülitusseadmed (tavaliselt MOSFET-id või IGBT-d) ei lülitu koheselt. Ühe faasi väljalülitamise ja järgmise sisselülitamise vahele jääb lühike aeg. Selle intervalli jooksul:

• Voolu nõrgenemine eelmisest mähisest ja kogunemine järgmises mähises kattuvad, mis põhjustab tasakaalustamatust.

• Viivitatud reaktsioon põhjustab praeguse lainekuju kõveruse.

5. Parasiitmahtuvus ja induktiivefektid

Parasiitmahtuvus ning mootori ja ajamisüsteemi induktiivsete elementide vastastikmõju võivad faasivahetusel põhjustada väiksemaid võnkumisi. Need võnkumised ilmnevad voolu lainekuju väikeste kõveratena.

Praeguse murdumise mõju BLDC mootorites

Kuigi voolu lainekuju murdumine on normaalne, võivad liigsed moonutused põhjustada:

• Vähendatud efektiivsus: vale kommutatsioon võib põhjustada suurenenud võimsuskadusid.

• Kõrgem EMI (elektromagnetilised häired): murdumised põhjustavad müra ja EMI-d, mis võivad mõjutada läheduses asuvat elektroonikat.

• Pöördemomendi pulsatsioon: Ebaregulaarsed voolu üleminekud võivad põhjustada pöördemomendi pulsatsiooni, mis vähendab mootori töö sujuvust.

Kuidas minimeerida BLDC mootorite voolukõverdusi

1. Täiustage kommutatsiooni algoritmi

Täiustatud kommutatsioonitehnikate, näiteks sinusoidse PWM (SPWM) või ruumivektori PWM (SVPWM) kasutamine minimeerib järskude faasiüleminekute mõju.

2. Suurendage lülitussagedust

Kõrgem lülitussagedus vähendab faasiüleminekute vahelist viivitust, ühtlustades voolu lainekuju ja minimeerides pöördeid.

3. Optimeerige surnud aja haldamist

Lülitussündmuste vahelise surnud aja vähendamine tagab minimaalse voolu moonutuse, vältides liigseid kõverusi.

4. Kasutage kvaliteetsemaid komponente

Suure jõudlusega MOSFET-id või IGBT-d väiksema lülituskadude ja kiirema reaktsiooniajaga minimeerivad mööduvaid mõjusid.

5. Rakendage praeguseid silumisvõtteid

Filtreerimis- ja silumiskondensaatorite lisamine võib vähendada võnkumisi ja tasandada voolumuutusi faasisiirde ajal.

Järeldus

Kink a BLDC mootori vool on peamiselt tingitud kommutatsiooniprotsessist, mähiste induktiivsusest ja jõutransistoride lülitusomadustest. Kuigi teatud määral voolu moonutused on vältimatud, võib juhtimissüsteemi ja riistvara optimeerimine mõju minimeerida, tagades mootori sujuvama ja tõhusama töö.