BLDCM三相绕组的电压平衡方程可表示为
定子绕组产生的电磁转矩方程与运动方程分别为:
式中:
ua、ub、uc——为定子相绕组电压;
r——为定子每相电阻;
ia、ib、ic——为定子相绕组电流;
ea、eb、ec——为定子相绕组电动势;
L——为每相绕组的电感;
M——为每相绕组间的互感;
p——为微分算子;
Te——为电磁转矩;
TL——为负载转矩;
B——为阻尼系数;
J——为转动惯量;
ω——为电机机械角速度。
根据其数学模型分析可知,为了能够对电机运动速度进行控制,进而控制开关触头的运动过程,须在两相绕组的两端加上可变电压,采用脉宽调制(PWM)技术来获得可变电压。DS触头运动的驱动力由BLDCM提供,触头运动速度的调整是通过改变PWM 的占空比来实现的。不同的占空比下电机带动触头运动的行程是不同的,如图1所示,从左至右依次为占空比是90%、75%、65%、60%电机运动的行程曲线。从图1中可以得出,占空比越大,行程曲线的上升斜率越大,即电机转速越大;随着占空比的减小,行程曲线斜率变小,即电机转速变小。
通过实时改变PWM 的占空比可以实现对电机转速的控制,进而实现对开关触头运动过程的控制,使触头运动能够在特定的行程点达到特定的速度要求。