王 璞，解 恩，翟 猛

(西北工业大学，陕西西安 710072)

0 引 言

永磁无刷直流电动机在实际生产中应用越来越广泛。一般认为，电机在120°导通方式下工作，而往往忽略在换相时不导通相电流的存在。

本文根据无刷直流电动机的工作原理以及数学模型，分析了电机在不同的调制方式下，换相过程中所出现的不导通相电流的变化情况。一些文献分析了不同的PWM调制方式下，不导通相电流产生的时间和特点［1－3］。本文通过全面研究多种常用PWM调制方式对无刷直流电动机换相过程中所出现的不导通相电流的影响，探求其产生的原因以及对电机性能的影响，并通过实验对其验证。

无刷直流电动机工作常用的PWM调制方式如图1 所示，包括［4－6］:(a)HPWM － LON:上桥 PWM控制，下桥常通;(b)HON－LPWM:上桥常通，下桥PWM控制;(c)ON－PWM:各管前60°常通，后60°受PWM控制;(d)PWM－ON:各管前60°受PWM控制，后60°常通;(e)HPWM －LPWM:上、下桥都受PWM控制。

图中，在这五种PWM斩波方式里，通常把图1(a)～图1(d)定义为单斩方式，图1(e)定义为双斩方式。

1 不导通相电流分析

1.1 无刷直流电动机的分析模型

无刷直流电动机三相对称，定子绕组为三相星型接法，且每相绕组可等效为电阻、电感和反电动势串联而成，采用三相逆变器作为驱动电源。图2为主电路和电机等效模型。

图2 全桥逆变器和电机等效模型

三相绕组端电压方程:

式中:UAN'、UBN'、UCN'为电机各绕组端电压(相对于负电源端N');R为每相电阻;L为每相绕组的漏感;ia、ib、ic为三相电流，ea、eb、ec为相反电势;uNN'为电机中性点对负电源端N'电压。

以A相为例，无刷直流电动机的理想反电势波形如图3所示。……