10.14489/hb.2026.06.pp.034-040

2026, 06 июнь (June)

DOI: 10.14489/hb.2026.06.pp.034-040

Юдин А. В., Юдин В. В.
ОЦЕНКА ПУЛЬСАЦИЙ МОМЕНТА БЕСКОЛЛЕКТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ
(с. 34-40)

Аннотация. Частота вращения вала бесколлекторного двигателя определяется изменением частоты переключения магнитных полюсов. Этот фактор способствует формированию пульсаций момента вращения, что приводит к неравномерности движения и может повлиять на процесс или конечный продукт. Предложена математическая модель пульсаций момента в бесколлекторном двигателе постоянного тока, позволяющая в явном виде учесть влияние частоты и фазовых сдвигов в обмотках. Модель реализована в виде программного скрипта Matlab. Показана применимость данной модели к проведению статистических исследований на примере оценки влияния на величину пульсаций допусков на изготовление магнитных полюсов. Проведен анализ причин значительного возрастания величины пульсаций при управлении по сигналам обратной ЭДС. Нежелательный эффект связан с тем, что при равномерном расположении обмоток (120) и их противофазном питании радиальные силы магнитного взаимодействия ротора со статором оказываются нескомпенсированными. Особенно заметен эффект на малых частотах вращения, при повышении частоты в результате гироскопического эффекта он нивелируется. Для устранения этого эффекта предложено питание токами с фазовым сдвигом 60.

Ключевые слова: пульсации момента вращения; бесколлекторный двигатель; математическая модель; статистические исследования; управление по сигналам обратной ЭДС.

Yudin A. V., Yudin V. V.
EVALUATION OF THE PULSATIONS OF THE MOMENT OF A BRUSHLESS MOTOR
(pp. 34-40)

Abstract. The rotational speed of a brushless motor's shaft is determined by the frequency of switching the magnetic poles. This factor contributes to the formation of torque pulsations, which leads to uneven motion and can affect the process or the final product. A mathematical model of torque pulsations in a brushless DC motor has been proposed, allowing for explicit consideration of the influence of frequency and phase shifts in the windings. The model has been implemented as a Matlab software script. The applicability of this model to statistical studies has been demonstrated by evaluating the impact of manufacturing tolerances on the level of torque pulsations. The analysis of the reasons for a significant increase in the level of pulsations during control by signals of the back EMF. The undesirable effect is due to the fact that with a uniform arrangement of the windings (120 degrees) and antiphase supply of the windings, the radial forces of the magnetic interaction of the rotor with the stator are not compensated. The effect is especially noticeable at low rotational frequencies, but it is eliminated by the gyroscopic effect as the frequency increases. To eliminate this effect, it is proposed to use currents with a phase shift of 60 degrees.

Keywords: Torque pulsations; Brushless motor; Mathematical model; Statistical studies; Control by back EMF signals.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. В. Юдин, В. В. Юдин (ФГБОУ ВО «Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П. А. Соловьева, Рыбинск, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

A. V. Yudin, V. V. Yudin (Rybinsk State Aviation Technical University named after P. A. Solovieva, Rybinsk, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Мостовской М. В. Регулируемый электропривод для лазерных технологических установок: оценка метрологических характеристик методом схемотехнического моделирования // Измерительная техника. 2022. № 2. С. 8 – 13.
2. Использование бесколлекторных двигателей в качестве исполнительных приводов с высокой точностью позиционирования / О. О. Соломин, С. В. Рослов, С. В. Козелетов, М. С. Храмихин // Наука и военная безопасность. 2020. № 1(20). С. 27 – 33.
3. Силаев А. А., Марусина М. Я., Закемовская Е. Ю. Повышение эффективности функционирования электродвигателей мехатронных систем в широком диапазоне частот вращения // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2021. Т. 64. № 4. С. 270 – 275.
4. Смирнов В. А., Соловьев А. Э. Влияние способа управления коммутацией бесколлекторных двигателей постоянного тока на их характеристики // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2024. № 2. С. 375 – 380.
5. Воробьева А. П., Антропова И. А. Создание математической модели бесколлекторного двигателя постоянного тока с использованием Matlab Simulink // Политехнический молодежный журнал. 2024. № 6(95).
6. Трефилов С. А., Никитин Ю. Р., Лекомцев П. В. Модель бесколлекторного двигателя постоянного тока в пространстве состояний при векторном управлении // Автоматизация и измерения в машино- приборостроении. 2020. № 3(11). С. 28 – 38.

Eng

1. Mostovskoy, M. V. (2022). Adjustable electric drive for laser technological installations: Evaluation of metrological characteristics by circuit modeling method. Izmeritel'naya tekhnika, (2), 8–13. [in Russian language].
2. Solomin, O. O., Roslov, S. V., Koz eletov, S. V., & Khramikhin, M. S. (2020). Use of brushless motors as actuator drives with high positioning accuracy. Nauka i voennaya bezopasnost', (1), 27–33. [in Russian language].
3. Silaev, A. A., Marusina, M. Ya., & Zakemovskaya, E. Yu. (2021). Improving the efficiency of operation of electric motors of mechatronic systems in a wide speed range. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Priborostroenie, 64(4), 270–275. [in Russian language].
4. Smirnov, V. A., & Soloviev, A. E. (2024). Influence of the method of commutation control of brushless DC motors on their characteristics. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki, (2), 375–380. [in Russian language].
5. Vorobyeva, A. P., & Antropova, I. A. (2024). Development of a mathematical model of a brushless DC motor using Matlab Simulink. Politekhnicheskii molodezhnyi zhurnal, (6). [in Russian language].
6. Trefilov, S. A., Nikitin, Yu. R., & Lekomtsev, P. V. (2020). Model of a brushless DC motor in state space under vector control. Avtomatizatsiya i izmereniya v mashino priborostroenii, (3), 28–38. [in Russian language].

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/hb.2026.06.pp.034-040

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/hb.2026.06.pp.034-040

and fill out the form