永磁无刷电机.doc

《永磁无刷电机.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、题目永磁无刷直流电机综合报告作者：潘高超学号：15120017班级：研15电气完成日期：2016年5月2日摘要随着计算机技术和现代控制理论的发展，由数字控制装置组成的随动系统应运而生。与传统的模拟系统相比，数字随动系统具有设计简单，体积小，修改方便，精度高，可靠性高等优点。作为典型的数字随动控制系统的执行器，无刷直流电机既具备交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列特点，又具有直流电机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多特点，故在许多高科技领域得到了非常广泛的应用，如机器人、数控机床、雷达、潜艇和各种军用武器随动系统。本文介绍了永磁无刷直流

2、电机的国内外研究现状，并深入研究了基本结构、工作原理、数学模型和控制性能。通过这些介绍，更加深入的了解永磁无刷直流电机的优缺点。关键词:无刷直流电机，基本结构，工作原理，数学模型第一章绪论1.1引言在控制系统中，若给定的输入信号是预先未知且随时间变化的，并且系统的输出量随输入量的变化而变化，这种系统就称为随动系统。快速跟踪和准确定位是随动系统的两个重要技术指标。运动控制通常是指在复杂条件下，将预定的控制方案转变成期望的机械运动。运动控制系统使被控机械运动实现精确的位置控制、速度控制、加速度控制等。运动控制技术及其专用集成电路在雷达天线、惯性导航系统、卫星

3、姿态等技术领域具有广阔的发展前景，是广大工程技术人员热衷研究开发的新课题。随着计算机技术、现代控制理论的迅猛发展，由数字控制装置组成的随动系统即数字随动系统应运而生。与传统的模拟系统相比，数字随动系统控制是从计算机接收控制命令，它具有设计简单，体积小，修改方便，精度高，可靠性高等优点。1.2无刷直流电机控制的国内外现状无刷直流电机既具有传统直流电机的优点，如较好的机械特性和调节特性，起动转矩大、过载能力强、调节方便、动态特性好等，又具有交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，故在许多高科技领域得到了非常广泛的应用，如激光加工，机器人，数控机床

4、，大规模集成电路制造设备、雷达、潜艇和各种军用武器随动系统，以及柔性制造系统等。同时人们对其控制性能要求也不断提高。(1)无位置传感器控制对转子位置的检测和换相技术的研究是无刷直流电动机伺服控制的一个方面，传统的方法是采用位置传感器,为了减轻系统的负担，国外的一些学者提出无位置传感器法。特别是在1980年，H.Lehuy等人提出厂利用转子旋转时定子绕组中的感应电动势进行位置检测，这就是所谓的“反电动势法”。1990年，S.Ogasawara提出了续流二极管法，它通过检测反向并联在驱动三极管上的二极管的导通状态来得出转子的位置。在国内也开展了相关的研究，利

5、用三相反电动势中的三次谐波分量来检测位置，这种方法是基于三次谐波信号同转子磁通和负载情况保持有恒定的相位关系的原理而产生的，它对逆变器开关造成的噪声不敏感，因而可精确确定转子的位置。也有采用端电压检测法，结合80C51单片机对无刷直流电机进行控制，实验结果表明，低速和高速时检测位置准确，系统运行良好。但是由于定子反电动势和电机的转速成正比，所以在电机静止时反电动势为零，没有换相信号，电机不能自起动。为了实现启动必须外加起动信号，使电动机转子向确定的方向加速，绕组中产生反电动势，然后再用模拟开关切换到反电动势检测换相的方式。外同步驱动方式起动是以变频方式同

6、步拖动电机转子旋转，需要专门的脉冲分配电路提供各相导通的控制信号，因此起动电路比较复杂。(2)变结构控制为了提高无刷电动机控制系统的性能，人们也在使用某些新型的控制策略。变结构控制由于具有响应速度快、对控制对象参数变化及外部扰动不灵敏、物理实现简单等优点，成为研究关注的焦点。变结构开关模式既可以由系统的传递函数导出，也可根据系统的最大速度、最大加速度等系统参数设计，都会使系统的位置控制达到较好的控制效果。(3)模糊控制和神经网络控制在伺服控制系统中，如何在较宽调速范围内提高电流调节特性以及减小力矩波动一直是伺服系统研究的焦点，模糊控制是近年来研究的热点，

7、它不依赖于被控对象的精确的数学模型，对系统的动态响应有较好的鲁棒性。PID控制方法可以很好的消除系统的稳态误差，所以人们将两者结合用于无刷直流电机的伺服控制系统，使系统同时兼有两种方法的优点。另一个研究热点是神经网络与PID相结合的控制策略，利用神经网络的自学习自适应功能在线调整PID控制参数。实践证明这种控制算法可以达到很好的动、静态性能，完全可以用于高精度的定位系统。随着各种控制算法的出现，对无刷电机控制器的要求也越来越高，微处理器是比较常用的一种控制形式。随着数字处理器件(DSP)的发展,其运算的快速性越来越受到人们的关注，并且成为无刷直流电机控制

8、应用中最热门的处理芯片，许多优良的控制算法，都可以在其上实现。第一章永磁无刷直流