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EHB用无刷直流电机齿槽转矩电流补偿控制策略研究

刘金刚 张聪悦 傅兵 孟步敏 胡余良

刘金刚,张聪悦,傅兵, 等. EHB用无刷直流电机齿槽转矩电流补偿控制策略研究[J]. 机械科学与技术,2022,41(9):1327-1333 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200485
引用本文: 刘金刚,张聪悦,傅兵, 等. EHB用无刷直流电机齿槽转矩电流补偿控制策略研究[J]. 机械科学与技术,2022,41(9):1327-1333 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200485
LIU Jin′gang, ZHANG Congyue, FU Bing, MENG Bumin, HU Yuliang. Exploring Current Compensation Control Strategy for Reducing Cogging Torque of Brushless DC Motor in EHB[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(9): 1327-1333. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200485
Citation: LIU Jin′gang, ZHANG Congyue, FU Bing, MENG Bumin, HU Yuliang. Exploring Current Compensation Control Strategy for Reducing Cogging Torque of Brushless DC Motor in EHB[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(9): 1327-1333. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200485

EHB用无刷直流电机齿槽转矩电流补偿控制策略研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200485
基金项目: 国家自然科学基金项目(52075465)、湖南省自然科学基金杰出青年基金项目(2019JJ20015)及湖南省科技创新计划(2020RC4038)
详细信息
    作者简介:

    刘金刚(1979−),教授,博士生导师,研究方向为机电液传动与控制,liujingang@xtu.edu.cn

  • 中图分类号: TM351

Exploring Current Compensation Control Strategy for Reducing Cogging Torque of Brushless DC Motor in EHB

  • 摘要: 电子液压制动系统现已普遍使用无刷直流电机,但其齿槽转矩会影响电机伺服控制品质,进而阻碍EHB综合性能的提升。为此,开展EHB用无刷直流电机齿槽转矩的电流补偿控制策略研究。首先,通过解析分析和有限元方法获取齿槽转矩变化规律;其次,根据齿槽转矩与转子位置的映射关系,提出基于电机位置信号的转矩实时电流补偿控制策略;最后,搭建电机的控制模型和有限元模型,并进行联合仿真。研究结果表明:加入电流补偿控制策略后,电机转速和转矩波动明显降低,位置伺服精度得到提升,有效抑制了齿槽转矩对电机伺服控制品质的影响。
  • 图  1  EHB系统组成架构

    图  2  无刷直流电机三维模型

    图  3  无刷直流电机磁通密度云图

    图  4  BLDCM齿槽转矩波形图

    图  5  BLDCM单元电机的等效物理模型

    图  6  基于齿槽转矩的EHB用无刷直流电机电流补偿控制策略

    图  7  联合仿真架构

    图  8  电机转速和转矩响应(400 r/min,0.2 Nm)

    图  9  电机转速和转矩响应(600 r/min,0.8 Nm)

    图  10  电机转速波动对比

    图  11  电机位置伺服响应

    图  12  电机稳态误差对比

    表  1  EHB用无刷直流电机主要参数

    参数名称 数值 参数名称 数值
    额定电压/V 12 转子外径/mm 44.8
    额定功率/W 300 转子内径/mm 15
    额定转速/(r·min−1 2000 轴线长度/mm 55
    额定转矩/Nm 1.5 永磁体厚度/mm 2.45
    定子外径/mm 90 极对数 4
    定子内径/mm 47 定子槽数 12
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    表  2  EHB用电动助力器部分参数

    参数名称 数值 参数名称 数值
    助力比 2 滚珠丝杠导程/m 0.005
    主缸横截面积/m2 0.00035 滚珠丝杠效率 0.95
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-11
  • 刊出日期:  2022-09-05

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