化规律，电机的运行速度及直流电压，调制方法都有关系。根据前面的假设，三相反电动
势的波形为理想的梯形波。
    3

 

、转矩脉动的抑制

    本文针对的是一种缝纫机控制器用的无刷直流电机，由于缝纠机的特点，要求电机停
机时．具有较高的停机精度，因为停机位置的准确与否，直接关系到缝纫机整机性能以

 

及同行对该机的整体评价。

    在控制器设计中，在施加制动力矩之前，电机已经在预定的最低速度下正转，而电机
驱动系统的负载在停机过程中可以近似认为是不变的而且每次都是-样，在这种情况下，
认为每次停机时，所施加的制动力矩的持续时间和幅值都是恒定的，即认为每次停机时
所施加的制动力矩的平均功率都是恒定的。通过调节该平均制动功率，保证电机准确停在
指定位置：一旦该制动功率参数调整好之后，在以后每次停机过程中，将同样的规则施

 

加平均制动功率就可以保证较准确的停机位置。

    但是，在实际调试驱动系统的过程中，发现电机在施加制动力矩期间，如果发生换相，
则会影响到停机精度。这是因为换相使预定的平均制动力矩被改变，从而使得停机精度受

 

到影响。因此，我们必须对停机时有换相的这种情况进行转矩脉动的抑制。

    首先介绍一种滞后换相（重叠换相）的方法，即关断相延迟关断一段时间，用以补偿
换相电流。为了能够在延迟关断期间在直流母线上反映出非换相相的电流（总电流），在
换相期间采取关断相和非换相相同步 PWM 调制而开通相恒通的措施。
    如果仅仅采用重叠换相法，由于重叠换相的时间较难确定，并且影响转矩脉动的因素
很多，因此转矩脉动抑制效果不理想。为了避免常规重叠换相法的缺点，得到更好的电流
调节性能，文献引入了定子电流定频采样电流调节技术，从而形成了电流定频采样和重
叠换相技术相结合的电流控制方法。也就是本文采用的转矩脉动抑制方法。
    在这种方法中，不象常规的滞后重叠换相法那样只在换相开始时刻使关断相延长导通
一个时间间隔；而是在整个换相期间，在电流采样点根据电流反馈信号对关断相进行凋
制。在 A 相电流波动大于设定正阀值时关断 C 相，使电流减小：在 A 相电流波动小于设
定负阀值时开通 C

 

相，使电流增加。

    仿真实验证明，在电流采样频率为 200 kHz 时，与常规的重叠换相相比，转矩脉动系
数从 43％减小到了 23

 

％。

    4

 

、实验结果

    根据所开发的高速平缝机无刷电机驱动系统的停机情况，进行了一系列实验。最下部的
曲线为上部波形的放大细节，为直流母线电流波形。

    制动期间，采取了一定的换相补偿之后，直流母线电流的瞬间跌落程度得以补偿，与
没有换相发生时的直流母线电流的功率近似相等，从而保证了适当的反向力矩，使停机
精度在运行范围之内。值得指出的是，在下桥臂换相期间，直流母线出现负电流，但是在
补偿中行没有采取负电流消除措施，这是因为通过关断相的延迟导通，所补偿得到的反

 

向力矩已经可以保证停机精度在运行的范围之内，因此没有进步采取补偿措施。