篩分設備電磁轉矩脈動(dòng)的抑制方法

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  篩分設備電磁轉矩脈動(dòng)的抑制方法

  篩分設備抑制無(wú)刷直流電機的電磁轉矩脈動(dòng)，應從兩方面考慮，一方面要優(yōu)化無(wú)刷直流電機的反電勢波形，使之盡可能地接近理想正弦波;另一方面要減小定子電流中的諧波分量。

  (1)轉子結構的優(yōu)化

  篩分設備定子繞組的感應電動(dòng)勢是定子繞組切割氣隙磁場(chǎng)產(chǎn)生的，當氣隙磁場(chǎng)的波形不同時(shí)，感應電動(dòng)勢波形將不同，因此通過(guò)優(yōu)化轉子結構、永磁體形狀、充磁方式，使氣隙磁場(chǎng)更接近正弦波形將可優(yōu)化反電勢波形。永磁無(wú)刷直流電機通常為內轉子、表貼式結構，永磁體為瓦型。這種轉子結構的優(yōu)化方法有：優(yōu)化電機的極弧系數、優(yōu)化永磁體磁化方向的長(cháng)度、采用HALBACH磁體結構等。對于篩分設備的瓦型永磁體的優(yōu)化，普遍的做法是采用不等厚永磁體磁極。通常情況下，瓦型永磁體的磁極內外徑同心，半徑不同，即永磁體的磁極為等厚的。研究表明，使磁極兩端變薄，可有效優(yōu)化氣隙磁場(chǎng)波形，為兩種不同形狀的瓦型永磁體的磁極。篩分設備的磁極特點(diǎn)為內外半徑相同，但不同心，磁極的兩端變薄了。不同心，內外徑相同的磁極，使氣隙磁場(chǎng)分布更接近正弦波。

  (2)定子結構的優(yōu)化

  篩分設備的感應電動(dòng)勢中的諧波分量，除了與氣隙磁場(chǎng)分布有關(guān)外，還受定子繞組結構的影響。為減少無(wú)刷直流電機感應電動(dòng)勢中的諧波分量，通常三相定子繞組采用三相星形接法，以抑制繞組中的三次諧波;另外將篩分設備的定子繞組設計成雙層、短距繞組或者正弦繞組可減少感應電動(dòng)勢中的諧波含量。

  (3)定子電流諧波分量的抑制

  篩分設備的無(wú)刷直流電機定子電流中的諧波分量主要是因為無(wú)刷直流電機的驅動(dòng)電流都是通過(guò)PWM方式產(chǎn)生的，PWM波形中含有大量諧波。調制波和載波的波形、調制方式、載波比，載波頻率和逆變器開(kāi)關(guān)器件的工作頻率，死區時(shí)間等都對定子電流中的諧波含量的多少有影響。目前，篩分設備的PWM調制方式主要有SPWM、特定諧波消除法PWM、電流跟蹤型PWM、SVPWM等。

  篩分設備的兩相馬鞍形PWM也可有效抑制定子電流中的諧波;載波波形可以是三角波或鋸齒波，常用的為三角波;同步調制、異步調制，單極性調制、雙極性調制對諧波含量也有影響;載波頻率和開(kāi)關(guān)器件工作頻率越高，諧波含量越少，IGBT開(kāi)關(guān)器件的工作頻率已達到以上，可使電流波形相當平滑;通過(guò)對死區時(shí)間的補償，可減少諧波含量?？傊?，通過(guò)合理選擇PWM調制方式，盡量提高開(kāi)關(guān)器件工作頻率，對死區時(shí)間進(jìn)行適當補償等方式可有效抑制篩分設備的定子電流中的諧波含量，從而減小電機轉矩脈動(dòng)。