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變頻驅動下減速機扭矩脈動的抑制措施有哪些?

發布時間:2025-12-19 11:22:19人氣:

減速機變頻驅動引發的扭矩脈動來自輸出波形的諧波、轉矩控制算法與加減速切換。抑制措施包括:優化PID/模型預測控制、采用軟啟動/限速、增加轉速/扭矩采樣與濾波、提升驅動解耦與機械剛度、改進潤滑與散熱,必要時引入機械阻尼或二次諧波抑制策略,以降低振動與噪聲。以下是相關抑制措施。

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一、優化變頻器控制策略


1.采用矢量控制:矢量控制能將交流電機的定子電流分解為勵磁電流和轉矩電流,分別進行控制。通過精確控制轉矩電流,可有效減少扭矩脈動。它能使電機的輸出轉矩更平滑,提高減速機的運行穩定性。


2.直接轉矩控制:這種控制方式直接對電機的轉矩和磁鏈進行控制,省略了復雜的坐標變換。它能快速響應負載變化,減少因負載波動引起的扭矩脈動,使減速機在不同工況下都能穩定運行。


二、改進電機設計


1.增加繞組匝數:適當增加電機繞組匝數,可提高電機的電感,減小電流的波動,從而降低扭矩脈動。但要注意繞組匝數增加可能會導致電機的電阻增大,影響電機效率,需綜合考慮。


2.優化轉子結構:采用斜槽轉子、閉口槽轉子等特殊結構,能減少齒槽轉矩,降低電機的振動和噪聲,進而抑制扭矩脈動。這些特殊結構可改善電機的氣隙磁場分布,使轉矩傳遞更均勻。


三、機械結構優化


1.提高齒輪精度:齒輪的制造和裝配精度對扭矩脈動影響很大。采用高精度的齒輪加工工藝,保證齒輪的齒形、齒向精度,可減少齒輪嚙合時的沖擊和振動,降低扭矩脈動。


2.增加彈性聯軸器:在減速機和電機之間安裝彈性聯軸器,能起到緩沖和減振的作用。它可以吸收一部分因電機和減速機之間的扭矩波動產生的能量,減少扭矩脈動對整個系統的影響。


四、加裝濾波器


在變頻器的輸入和輸出端加裝濾波器,可抑制諧波干擾。諧波會導致電機的電流和轉矩產生波動,濾波器能有效濾除諧波,使電機的電流和轉矩更穩定,從而抑制扭矩脈動。

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