造成直流無刷電機轉矩波動有多方面的原因,可以分為以下幾個方面:電磁轉矩產生原理引起的轉矩波動、電流換相引起的轉矩波動、齒槽效應引起的轉矩波動。此外,還有電樞反應和電機工藝缺陷引起的轉矩波動等。分述如下:
非理想反電動勢波形引起原理性電磁轉矩波動
從工作原理看正弦波驅動是一種高性能的控制方式,電流是連續(xù)的、三相正弦波交流電流與三相繞組中的三相正弦波反電動勢共同作用產生光滑平穩(wěn)的電磁轉矩。理論上可獲得與轉角無關的均勻輸出轉矩,良好設計的系統(tǒng)可做到3%以下的低紋波轉矩。而方波驅動定子磁場是非連續(xù)、步進式旋轉,從電磁轉矩產生原理就決定了直流無刷電機轉矩波動比正弦波驅動要大許多。盡管在反電動勢為梯形波,平頂寬度120°電角度,定子電流為方波的理想情況下,不考慮換相過程時,產生的電磁轉矩將為恒值,理論上沒有轉矩波動。但在實際電機,由于設計和制造方面的原因,很難做到反電動勢為平頂寬度120°電角度的梯形波;實際上,大多數直流無刷電機的反電動勢波形都不可能是梯形波,而更接近于正弦波;這樣,電流波形也就必然偏離方波,這些非理想情況都會導致其電磁轉矩存在原理性波動。