Zakaj ima tok motorja BLDC pregib?

Do preobrata v trenutni valovni obliki brezkrtačnega enosmernega (BLDC) motorja pride zaradi procesa komutacije in inherentnih značilnosti Delovanje motorja BLDC  . Ta pojav pogosto opazimo med preklapljanjem faz, ko motor prehaja med različnimi nizi navitij.

Ključni razlogi za prelom v toku motorja BLDC

1. Komutacijski učinek

Motorji BLDC uporabljajo elektronsko komutacijo, kjer se tok preklaplja med različnimi navitji statorja glede na položaj rotorja. Med tem prehodom tok za trenutek spremeni smer ali velikost, kar povzroči rahlo motnjo ali pregib v valovni obliki toka.

• Ko se rotor premika, krmilnik preklopi tok iz ene faze v drugo.

• Ta preklopni trenutek ustvari prehodno obdobje, kjer tok ne sledi popolnoma gladki poti, kar vodi do pregiba.

2. Induktivnost navitij motorja

Induktivnost statorskih navitij se upira nenadnim spremembam toka. Ko pride do komutacije, tok v navitju, ki ga izklapljamo, ne pade takoj na nič, medtem ko tok v naslednjem navitju traja kratek čas, da se vzpostavi. Ta zakasnitev pri prilagoditvi toka prispeva k pregibu, ki ga opazimo v valovni obliki.

• Induktivnost motorja zgladi tok, vendar povzroči zamik med faznimi prehodi.

• Posledica tega je viden pregib, ko se tok prilagaja novemu navitju.

3. Interakcija povratne elektromotorne sile (povratni EMF).

Ko se rotor vrti, ustvarja povratno elektromagnetno polje, ki nasprotuje uporabljeni napetosti. Med faznimi prehodi povratni EMF sodeluje s komutacijskim procesom, kar povzroči manjše spremembe v trenutni valovni obliki.

• Povratni EMF vpliva na hitrost naraščanja ali upadanja toka med preklapljanjem faz.

• Posledica te interakcije so nelinearnosti v trenutni valovni obliki, kar ustvarja pregib.

4. Neidealno preklapljanje MOSFET-jev/IGBT-jev

Preklopne naprave (običajno MOSFET-ji ali IGBT-ji), uporabljene v pretvorniku, se ne preklopijo v trenutku. Med izklopom ene faze in vklopom naslednje je kratek mrtvi čas. V tem intervalu:

• Upad toka iz prejšnjega navitja in kopičenje v naslednjem prekrivanju navitja, kar vodi do neravnovesja.

• Zakasnjen odziv povzroči pregib v trenutni valovni obliki.

5. Parazitska kapacitivnost in induktivni učinki

Parazitna kapacitivnost in interakcija med induktivnimi elementi v motorju in pogonskem sistemu lahko povzroči manjša nihanja med preklapljanjem faz. Ta nihanja se kažejo kot majhni pregibi v trenutni valovni obliki.

Vpliv preloma toka v motorjih BLDC

Medtem ko je pregib v trenutni valovni obliki normalen, lahko čezmerno popačenje povzroči:

• Zmanjšana učinkovitost: Nepravilna komutacija lahko povzroči večje izgube moči.

• Višji EMI (elektromagnetne motnje): pregibi prispevajo k hrupu in EMI, kar lahko vpliva na bližnjo elektroniko.

• Valovanje navora: Nepravilni tokovni prehodi lahko povzročijo valovanje navora, kar zmanjša gladkost delovanja motorja.

Kako zmanjšati trenutne pregibe v motorjih BLDC

1. Izboljšajte komutacijski algoritem

Uporaba naprednih komutacijskih tehnik, kot je sinusoidni PWM (SPWM) ali vesoljski vektor PWM (SVPWM), zmanjšuje učinke nenadnih faznih prehodov.

2. Povečajte preklopno frekvenco

Višja preklopna frekvenca zmanjša zakasnitev med faznimi prehodi, zgladi trenutno valovno obliko in zmanjša pregibe.

3. Optimizirajte upravljanje mrtvih časov

Zmanjšanje mrtvega časa med preklopnimi dogodki zagotavlja minimalno popačenje toka in preprečuje prekomerne pregibe.

4. Uporabljajte komponente višje kakovosti

Visokozmogljivi MOSFET-ji ali IGBT-ji z ​​nižjimi preklopnimi izgubami in hitrejšimi odzivnimi časi zmanjšujejo prehodne učinke.

5. Izvedite trenutne tehnike glajenja

Dodajanje kondenzatorjev za filtriranje in glajenje lahko zmanjša nihanje in zgladi variacije toka med faznimi prehodi.

Zaključek

Prelom v a Tok motorja BLDC je predvsem posledica procesa komutacije, induktivnosti navitja in preklopnih karakteristik močnostnih tranzistorjev. Medtem ko je določena stopnja izkrivljanja toka neizogibna, lahko optimizacija krmilnega sistema in strojne opreme zmanjša vpliv ter zagotovi bolj gladko in učinkovitejše delovanje motorja.