直流无刷电机：产生转矩波动的原因

造成直流无刷电机转矩波动有多方面的原因，可以分为以下几个方面：电磁转矩产生原理引起的转矩波动、电流换相引起的转矩波动、齿槽效应引起的转矩波动。此外，还有电枢反应和电机工艺缺陷引起的转矩波动等。分述如下:

1、非理想反电动势波形引起原理性电磁转矩波动

从工作原理看正弦波驱动是一种高性能的控制方式，电流是连续的、三相正弦波交流电流与三相绕组中的三相正弦波反电动势共同作用产生光滑平稳的电磁转矩。理论上可获得与转角无关的均匀输出转矩，良好设计的系统可做到3%以下的低纹波转矩。而方波驱动定子磁场是非连续、步进式旋转，从电磁转矩产生原理就决定了直流无刷电机转矩波动比正弦波驱动要大许多。尽管在反电动势为梯形波，平顶宽度120°电角度，定子电流为方波的理想情况下，不考虑换相过程时，产生的电磁转矩将为恒值，理论上没有转矩波动。但在实际电机，由于设计和制造方面的原因，很难做到反电动势为平顶宽度120°电角度的梯形波;实际上，大多数直流无刷电机的反电动势波形都不可能是梯形波，而更接近于正弦波;这样，电流波形也就必然偏离方波，这些非理想情况都会导致其电磁转矩存在原理性波动。

2、换相引起的转矩波动

直流无刷电机工作时，定子绕组按一定顺序换相。即使在符合反电动势为平顶宽度120°电角度梯形波，定子电流为方波的理想情况下，由于相绕组存在电感，在每两个状态之间存在一个换相时段，电枢绕组中的电流从某一相切换到另一相时有一个过渡过程，电流变化的滞后使换相期间产生的电磁转矩存在明显的波动，称为换相转矩波动。

3、齿槽效应引起的转矩波动