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1、无刷直流电机控制技术进展综述赵聪S201302256（北京工业人学电控学院，北京100124）摘要：无刷直流电机具冇控制简单、运行效率高、功率密度大等优点，应用越來越广泛。木文主要对直流无刷电动机进行理论分析，并基于电机模型讨论了目前主要使用的儿种控制方法，最后阐述了当前无刷直流电机的研究热点。关键字：无刷直流电机；控制技术；智能控制ThereviewofbrushlessdemotorcontroltechnologyprogressZHAOCong(Collegeofelectriccontrol,BeijingUniversityofTec
2、hnology,Beijing100124,China)Abstract:Duetotheadvantageofsimpledriven,highefficiency,andhighpowerdensity,brushlessDCmotorisusedmoreandmorewidely・Thispaperanalysesthetheoryofbrushlessdemotor,thenbasedonmotormodeltodiscussesthecurrentmainuseofseveralcontrolmethods,finallyexpound
3、sthecurrentresearchhotspotsofbrushlessdemoto匚Keywords:brushlessdemotor；controltechnology；引言直流无刷电动机最本质的特征就是没有机械换向器和电刷所构成的在运动中机械接触式换流机构，而代Z以永磁转了刺激位置传感器——电子逻辑电路和功率开关线路共同组成的电子换向器，实现了直流电动机由直流电源供电逆变成电动机绕组内部的交变电流，从而实现几点能址转换，把电能变成机械能。随着新型大功率器件的发展、永磁材料性能的改善、价格的降低，直流无刷电动机在各大领域屮都得到广泛的应用
4、，其控制技术的研究也因此成为当今社会一人研究热点。1.BLDCM基本结构和工作原理1.1基本结构无刷直流电机的设计思想来源于利用电了开关电路代替有刷肓流电机的机械换向器。普通有刷直流电机电刷起换相作用，使主磁场和电枢磁场的方向在电机运行过程中始终保持互相垂直，从而产生最大转矩，驱动电机不停运转。无刷直流电机为了intelligentcontrol实现无机械接触换相，取消了电刷，将电枢绕组和永磁磁钢分别放在定子和转子侧，成为“倒装式直流电机”结构。为了实现对电机转速和转动方向的控制，无刷宜流电机必须具冇由转了位置传感器、控制电路及功率逆变桥共同构成
5、的换相装置。其原理框图如图1.1所示。图1.1无刷直流电动机原理框图与其他类型电机相比，无刷直流电机采用方波励磁形式，提高了永磁材料的利用率，减小了电机体积，增大了电机出丿J,具有高效率、高可靠性的特点。因此无刷直流电机在提高儿点产品质量、延长其使用寿命、节能降耗等方面具有重要意义[12]o1.2T作原理由于无刷直流电动机没冇电刷和换向器，它的绕组里电流的通、断是通过电子换向电路及功率放大器实现的。要在电动机中产生恒定方向的电磁转矩，就应使电枢电流随磁场位置的变化而变化。为实现这一点,就需要确认磁极与绕组之间的相対位置信息。一般釆川位置传感器來完
6、成，由位置传感器将转了磁极的位置信号转换成电信号,然后去驱动功率器件，控制相应绕组电流的通、断。打有刷直流电动机不同，无刷直流电动机的永久磁钢磁极安放在转了上，而电枢绕组安装在定子上。位置传感器也有相应的两部分，转动部分和电动机木体中转子同轴连接(转动部分通常由电机转了代替)，固定部分与定子相连。图1.2无刷点流电机原理示意图如图1.2所示,在电动机装配过程中，首先调整好位置传感器的三个信号元件(a、b、c)与电机定子三相绕纽(AX,BY,CZ)之间的相对位置，使得转子磁场转到定子某相绕组下时，该相绕组才导通,以保证转了磁极下的绕组导体电流方向始
7、终保持一致。图中，当电动机转子N极位于A(a)处，则传感器a元件感应出信号,使功率晶体管VI导通,A相绕组中便有电流通过，设其方向为A(流入)、X(流出)，便产生水平向左的定了磁场，与向上的转子磁场相互作用而产生电磁转矩，驱动转子逆时针旋转;当N极旋转至B(b)处,b元件输出信号使晶体管V2导通而其余关断,B相绕纟fl通过电流,同样产生逆时针方向的电磁转矩,当磁极旋转至C(c)处，其动作过程与前两处相同。如此反复循环，•电动机即可旋转起來。市于传感器元件安装位置为空间互差120°电角度，因此三相绕组轮流通电时间也因为每相120°o因为功率品体管的
8、导通和截止是通过位置传感器传感信号来控制的，所以传感器的位置和三和绕组位置之间必须有严格的対应，在电机安装时应加以注意⑵。1.功率驱动方
