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ブラシレス DC (BLDC) モーターの電流波形のキンクは、転流プロセスとブラシレス DC モーターの固有の特性によって発生します。 BLDC モーターの 動作。この現象は、モーターが異なる巻線セット間で移行するときの相の切り替え中によく観察されます。
BLDC モーターは電子整流を使用しており、ローターの位置に基づいて異なるステーター巻線間で電流が切り替えられます。この遷移中に、電流の方向や大きさが瞬間的に変化し、電流波形にわずかな乱れやねじれが生じます。
ローターが動くと、コントローラーは電流をある相から別の相に切り替えます。
このスイッチングの瞬間により、電流が完全に滑らかな軌道をたどらず、キンクが発生する過渡期間が生じます。
固定子巻線のインダクタンスは、電流の突然の変化に耐えます。転流が発生した場合、オフになっている巻線の電流はすぐにゼロには低下しませんが、次の巻線の電流が増加するまでに短い時間がかかります。電流調整におけるこの遅れは、波形に観察されるキンクの一因となります。
モーターのインダクタンスは電流を平滑化しますが、位相遷移中に遅れが生じます。
これにより、電流が新しい巻線に適応するときに目に見えるねじれが発生します。
ローターが回転すると、印加電圧に対抗する逆起電力が発生します。相遷移中、逆起電力が転流プロセスと相互作用し、電流波形にわずかな変化を引き起こします。
逆起電力は、相切り替え中の電流の増加または減少の速度に影響を与えます。
この相互作用により、電流波形に非線形性が生じ、キンクが生じます。
インバータで使用されるスイッチング デバイス (通常は MOSFET または IGBT) は瞬時には切り替わりません。あるフェーズをオフにしてから次のフェーズをオンにするまでの間には、短いデッドタイムがあります。この間隔中:
前の巻線からの電流の減衰と次の巻線の電流の増加が重なり、不均衡が生じます。
応答の遅延により、電流波形にねじれが生じます。
寄生容量と、モーターと駆動システム内の誘導要素間の相互作用により、位相切り替え中に小さな発振が発生する可能性があります。これらの振動は、電流波形の小さなねじれとして現れます。
電流波形のねじれは正常ですが、過度の歪みは次の原因となる可能性があります。
効率の低下: 不適切な整流は電力損失の増加を引き起こす可能性があります。
EMI (電磁干渉) の増加: キンクはノイズや EMI の原因となり、近くの電子機器に影響を与える可能性があります。
トルクリップル: 不規則な電流遷移によりトルクリップルが発生し、モーター動作の滑らかさが低下する可能性があります。
正弦波 PWM (SPWM) や空間ベクトル PWM (SVPWM) などの高度な整流技術を使用すると、急激な位相遷移の影響が最小限に抑えられます。
スイッチング周波数が高くなると、相遷移間の遅延が減少し、電流波形が平滑化され、キンクが最小限に抑えられます。
スイッチング イベント間のデッドタイムを短縮すると、電流の歪みが最小限に抑えられ、過度のキンクが防止されます。
スイッチング損失が低く、応答時間が速い高性能 MOSFET または IGBT により、過渡現象の影響が最小限に抑えられます。
フィルタリングおよび平滑コンデンサを追加すると、発振を低減し、位相遷移中の電流変動を平滑化できます。
のねじれ BLDC モーターの電流は主に、転流プロセス、巻線インダクタンス、パワー トランジスタのスイッチング特性によって決まります。ある程度の電流歪みは避けられませんが、制御システムとハードウェアを最適化することで影響を最小限に抑え、よりスムーズで効率的なモーター動作を保証できます。
