基于换相过程建模的无刷直流电机机械特性研究

摘要

为准确研究无刷直流电机绕组电感和电阻对机械特性的影响,从基本磁链方程的角度入手,建立了无刷直流电机数学模型,分析其运行模式并给出了端电压方程表达式。通过分析其换相过程中相电流的变化情况,将整个换相周期划分为两个阶段,并分别列出换相过程的微分方程,推导了各阶段相电流解析表达式以及平均电磁转矩表达式。最后借助Matlab进行仿真计算,深入研究了电机绕组电感和电阻对机械特性的影响。仿真结果表明:当绕组电感增大一倍时,电机机械特性硬度降低了42%;当绕组电阻增大一倍时,电机机械特性硬度降低了48%。通过建立无刷直流电机模型,为电机机械特性的设计提供了理论依据,并可作为工程实际中电机选型的基本方法。