Kink w bieżącym przebiegu silnika DC (BLDC) występuje z powodu procesu komutacji i nieodłącznych cech Działanie silnika BLDC . Zjawisko to jest często obserwowane podczas przełączania faz, gdy motoryczny przechodzi między różnymi zestawami uzwojenia.
Kluczowe przyczyny załamania w prądu silnika BLDC
1. Efekt komutacji
Silnik S BLDC Użyj komunikacji elektronicznej, gdzie prąd jest przełączany między różnymi uzwojeniami stojanowymi na podstawie położenia wirnika. Podczas tego przejścia prąd na chwilę zmienia kierunek lub wielkość, powodując niewielkie zakłócenia lub załamanie w bieżącym przebiegu.
Gdy wirnik się porusza, kontroler przełącza prąd z jednej fazy na drugą.
Ten moment przełączania tworzy przejściowy okres, w którym prąd nie jest zgodny z idealnie gładką trajektorią, prowadząc do załamania.
2. INDUKTACJA uzwojeń silnika
Indukcja uzwojeń stojana opiera się nagłe zmiany prądu. Kiedy nastąpi komunacja, prąd w uzwojeniu, które jest wyłączone, nie spadnie natychmiast do zera, podczas gdy prąd w następnym uzwojeniu zajmuje krótki czas. Opóźnienie korekty prądu przyczynia się do załamania obserwowanego w kształcie fali.
Indukcja silnika wygładza prąd, ale wprowadza opóźnienie podczas przejść fazowych.
Powoduje to widoczne załamanie, ponieważ prąd dostosowuje się do nowego uzwojenia.
3. Oddziaływanie siły elektromotorycznej tylnej (tylnej części EMF)
Gdy wirnik obraca się, generuje tylne EMF, które sprzeciwiają się zastosowanemu napięciu. Podczas przejść fazowych tylna EMF oddziałuje z procesem komutacji, powodując niewielkie zmiany w bieżącym przebiegu.
Back EMF wpływa na szybkość, z jaką prąd wzrasta lub maleje podczas przełączania fazowego.
Ta interakcja powoduje nieliniowości w bieżącym przebiegu, tworząc załamanie.
4. Nie idealne przełączanie MOSFET/IGBT
Urządzenia przełączające (zwykle MOSFET lub IGBT) używane w falowniku nie przełączają się natychmiast. Jest krótki czas martwy między wyłączeniem jednej fazy a włączeniem następnej. W tym przedziale:
Prąd próchnicy od poprzedniego uzwojenia i gromadzenia się w następnym uzwojeniu nakładają się, co prowadzi do nierównowagi.
Opóźniona odpowiedź wprowadza załamanie w bieżącym przebiegu.
5. Pojemność pasożytnicza i efekty indukcyjne
Pojemność pasożytnicza i interakcja między elementami indukcyjnymi w układzie silnika i napędu mogą powodować niewielkie oscylacje podczas przełączania fazowego. Oscylacje te przejawiają się jako małe załamania w bieżącym przebiegu.
Wpływ obecnego załamania w silnikach BLDC
Podczas gdy załamanie w bieżącym przebiegu jest normalne, nadmierne zniekształcenie może prowadzić do:
Zmniejszona wydajność: niewłaściwe komunikowanie może powodować zwiększoną straty mocy.
Wyższe EMI (zakłócenia elektromagnetyczne): Kinks przyczyniają się do hałasu i EMI, które mogą wpływać na pobliską elektronikę.
Tętanie momentu obrotowego: nieregularne przejścia prądu mogą wprowadzić tętnienie momentu obrotowego, zmniejszając gładkość w pracy silnika.
Jak zminimalizować obecne załamania w silnikach BLDC
1. Popraw algorytm komutacji
Stosowanie zaawansowanych technik komutacji, takich jak Sinusoidalne PWM (SPWM) lub wektor kosmiczny PWM (SVPWM) minimalizuje skutki nagłych przejść fazowych.
2. Zwiększ częstotliwość przełączania
Wyższa częstotliwość przełączania zmniejsza opóźnienie między przejściami fazowymi, wygładzając prądowy przebieg i minimalizując załamania.
3. Optymalizuj zarządzanie czasem martwego
Skrócenie czasu martwego między zdarzeniami przełączania zapewnia minimalne zniekształcenie prądu, zapobiegając nadmiernym załamaniu.
4. Użyj komponentów wyższej jakości
Wysoko wydajne MOSFET lub IGBTS z niższymi stratami przełączania i szybszymi czasami reakcji minimalizują efekty przejściowe.
5. Wdrożenie aktualnych technik wygładzania
Dodanie kondensatorów filtrowania i wygładzania może zmniejszyć oscylacje i wygładzić zmiany prądu podczas przejściów fazowych.
Wniosek
Załamanie w Prąd silnika BLDC wynika przede wszystkim z procesu komutacji, indukcyjności uzwojenia i charakterystyki przełączania tranzystorów mocy. Podczas gdy pewien stopień obecnych zniekształceń jest nieunikniony, optymalizacja systemu sterowania i sprzętu może zminimalizować wpływ, zapewniając gładsze i bardziej wydajne działanie silnika.