永磁无刷直流电动机论文

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1、永磁无刷直流电动机毕业论文目录目录I摘要1ABSTRACT2前言3第一章绪论41.1课题研究背景和意义41.1.1永磁无刷直流电动机的发展41.1.2永磁无刷直流电动机的优点及用途51.2直流无刷电动机发展现状61.2.1国外直流无刷电动机发展现状61.2.2无刷直流电动机技术的发展71.3论文主要内容82.2永磁无刷直流电动机的工作原理11第三章控制系统设计213.1整流电路223.2触发控制电路223.3逆变电路253.3.1MOSFET器件原理及选择263.4驱动电路283.4.1IR2130283.4.3TLP2

2、50283.4.4MOSFET的保护3049第三章保护和自动控制系统324.1C8051F350单片机介绍324.2单片机控制电路334.2.1转速测量电路334.2.2启停控制和故障停机344.2.3调速控制345.1示波器波形分析365.1.1霍尔信号输出365.1.2MC33035输出375.1.3光耦隔离驱动电路输出395.1.4永磁无刷直流电动机电压输出405.2电路抗干扰措施415.3系统调试415.3.1逆变电路的调试415.3.2驱动电路的调试42第六章总结和展望45参考文献：46致谢47附录1：MC33

3、035控制系统48附录2：光耦驱动电路49附录3:C8051F350最小系统50附录4：实物图5149第一章绪论1.1课题研究背景和意义1.1.1永磁无刷直流电动机的发展永磁无刷直流电动机(PM-BLDCM：PermanentMagnetBrushlessDirectCurrentMotor)是指无机械电刷和换向器(或集电环)的永磁直流电机，又称无换向器永磁直流电机，它是近年随着电子技术的迅速发展而发展起来的一种新型电机，它用一套电子换向装置代替了有刷直流电动机的机械换向装置，保留了有刷直流电动机宽阔而平滑的优良调速性能

4、，同时又克服了有刷直流电动机机械换向带来的噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等一系列的缺点，且降低了制造成本，简化了电机维修，因此在各个领域中得到广泛应用，如:计算机的软盘驱动装置，人工智能机器人，CD机、空调器、电动交通工具乃至航空、航天航海业等。除具有有刷直流机的优点外，还具有高能量密度，高转矩惯性化高效率等特点，同时，现代电力电子技术和永磁材料的发展又为其发展提供了便利条件，因此PM-BLDCM具有很强的生命力和发展前途。早在1917年，Boliger就提出了用整流管代替有刷直流电机的机械电刷，从而诞生了无刷直流电机

5、的基本思想。在上世纪30年代，就有人开始研制以电子换向来代替电刷机械换向的无刷直流电动机，并且取得了一定的成果。但是由于当时大功率电子器件仅处于初级发展阶段，没能找到理想的电子换相元器件，使得这种电机只能停留在实验室研究阶段，而无法推广使用。1955年，美国D.Harrison等人首次申请了用晶体管换向线路代替有刷直流电动机机械电刷的专利，诞生了现代无刷电机的雏形。无刷直流电机真正进入实用阶段应从1978年开始，当时原西德MANNESMANN公司的Indramat分部在汉诺威贸易博览会上，正式推出MAC经典无刷直流电机及

6、其驱动器。70年代以来，随着电力电子工业的飞速发展，许多新型的高性能半导体功率器件，如GTR,MOSFET.49IGBT等相继出现，以及高性能永磁材料，如杉钻、钱铁硼等的问世，为无刷直流电动机的广泛应用奠定了坚实的基础。二十世纪80年代在国际上对永磁无刷电机开展了深入的研究，先后研制成方波和正弦波无刷直流电机。目前，无刷直流电机在国际上已得到较为充分的发展。我国无刷直流电机的研制工作始于二十世纪70年代初期，主要集中在一些科研院所和高等院校。限于我国元器件水平及相关理论与实践相结合的程度还比较低，尤其是制造工艺和加工设备

7、距离国际水准差距较大，所以目前我国无刷电机综合水平仍低于国际水平，有待进一步的研究和开发。[1][2]1.1.2永磁无刷直流电动机的优点及用途无刷直流电动机在快速性、可控性、可靠性、体积小、重量轻、节能、效率高、耐受环境和经济性等方面具有明显的优势，故在当今国民经济各个领域，如医疗器械、仪器仪表、化工、轻纺以及家用电器等方面的应用日益普及。无刷直流电动机和其它电机的比较见表1.1。表1.1无刷直流电动和其他电机比较表性能电机无刷直流电动机有刷直流电动机异步交流电动机机械特性硬硬软过载能力大大小可控性易易难平稳性好较好较差

8、噪声小大较大维修性易难易寿命长短长体积小较小大效率高高低成本较高较高低无刷直流电动机与有刷直流电动机相比，前者去掉了电刷和换向器，克服了换向电磁干扰、可靠性差、寿命短、维修困难、噪声大等各种缺陷。随着无刷直流电动机的性能的不断提高，成本的不断降低，会逐渐替代有刷直流电动机。同样，与步进电机相比，在高速度、高精度、高分