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有效抑制力矩电机产生波动的方法

    力矩电机是一种极数较多的特种电机,可以在电动机低速甚至堵转时仍能持续运转,不会造成电动机的损坏。而在这种工作模式下,电动机可以提供稳定的力矩给负载。力矩电动机也可以提供和运转方向相反的力矩(刹车力矩)。力矩电动机的轴不是以恒功率输出动力而是以恒力矩输出动力。力矩电机作为伺服系统的执行元件,其运行速度精度决定了系统的速度精度,因此必须采用有效的力矩波动抑制方法以减小力矩波动量对速度精度的影响。速度闭环方法可以通过提高系统增益来减小稳态误差,提高抗扰能力。在速度环中引入电流环能在满足速度精度的同时,更好更快的响应电流的变化,从而使电流维持稳定、减小电流波动量;状态观测器通过状态反馈和输出反馈的配置,可以有效抑制力矩波动的影响。

力矩电机.jpg

    力矩电机波动力矩是由于迟迟效应,磁路不对称和换向电流波动造成的。当力矩电机匀速旋转时,冲片和槽相互交替经过磁极,由于磁阻力矩的周期性变化,该周期性力矩作用于电机轴时,使得电机的输出转速产生了变化。而冲片和槽相互交替的频率决定了波动力矩的频率。其幅值和频率与电机输出转速成正比,所以力矩电机波动力矩可以用正弦函数表示。


    将波动力矩视为外界扰动力矩,波动力矩同外界其他周期性扰动信号相对于波动力矩来说占有一定的比例,因此不能仅将波动力矩看作是电机的力矩波动。力矩电机实际输出转速为期望转速与波动转速的和,波动转速越大,则系统输出精度越低。




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