唐仁元“特种电动机的原理与应用（第2版）”第1章永磁无刷直流电动机及其控制系统

专用电动机及其控制* 1.2.3角接三相桥式主电路如图所示的角接三相桥式主电路的开关管也使用功率MOSFET. 像星形连接一样，角连接控制方法也具有两个二导和三个三导. 专用电机及其控制* 1.二，二导电模式下电枢绕组的反电动势波形及其角连接二级导电模式的传导规律专用电机及其控制* 2.三，三导电模式电枢绕组电动势的反电动势波形和三至三导通角连接及其控制. 电枢绕组的复合磁通势的变化如下图所示. 电枢磁通势的直轴分量Fad对转子的主极具有最大的退磁作用. 专用电动机及其控制*如图所示，电枢磁通势的直轴分量Fad对转子的主极具有最大的磁化作用. 可以看出，在一定的磁性状态下，电枢磁通势在开始时处于最大退磁状态，然后退磁磁通势逐渐减小. 在1/2磁性状态下，既不消磁也不消磁；在半磁状态下，磁化强度逐渐增加，最终达到最大值. 磁化和消磁磁通势的大小等于电枢复合磁通势Fa在转子磁极轴上的投影，最大值是专用电动机及其控制*，其中F？ -各相绕组的磁动势； W？-各相绕组的串联匝数； Kw——绕组系数.

由于无刷直流电动机中的较大的磁态角，直轴电枢的反作用轴可以达到相当大的值. 为了避免永磁体退磁，必须注意设计. 专用电动机及其控制* 1.4霍尔位置传感器的工作原理1.4.1霍尔位置传感器1.4.2霍尔位置传感器的位置* 1.5无刷直流电动机的工作特性1.5.1机械特性机械特性曲线失速转矩是一种特殊电机及其控制*调节特性1.5.2调节特性起动特性的启动电压和斜率分别是该特殊电机及其控制* 1.5.3工作特性工作特性120W原型效率特性特殊电机及其控制控制* 1.6无刷直流电动机的转矩波动1.6.1转矩波动的定义和转矩波动的原因转矩波动被定义为由电磁因素引起的转矩波动换向引起的转矩波动的主要原因. 定子齿槽效应引起的转矩脉动；电枢反应的影响；机械过程引起的转矩脉动专用电动机及其控制* 1.7控制系统的实现控制器是无刷直流电动机的三大组成部分之一首先，它主要包括主开关电路（即逆变器），驱动电路和控制电路. 专用电动机及其控制* 1.开关主电路对于单相交流电源，当电动机使用三相电枢绕组时，典型的开关主电路通常由整流电路，滤波电路，缓冲电路和逆变器电路. 它的控制* 2.驱动电路驱动电路放大控制电路的输出信号控制电机与特种电机第二版，并将驱动信号发送到每个开关管，以使其饱和并可靠.

驱动电路的工作模式直接影响开关管的某些参数和特性，从而影响整个电机控制系统的正常运行. 不同类型的开关管对驱动信号的要求不同，因此相应的驱动电路也不同. 专用电动机及其控制*通用集成驱动电路专用电动机及其控制* 3.控制电路控制电路是无刷直流电动机正常运行和实现各种速度伺服功能的命令中心. 它主要完成以下功能: 1）将转子位置传感器输出的信号，PWM调制信号，正向和反向以及停止信号进行逻辑积分，以将每个开关管的斩波和选通信号提供给驱动电路，以实现电机正反转控制和停止控制. 2）产生PWM调制信号，使电动机的电压随给定的速度信号自动变化，实现电动机的开环速度调节. 3）电机的速度闭环调整和电流闭环调整，使系统具有较好的动态和静态性能. 4）实现短路，过流，欠压等故障保护功能. 专用电机及其控制*控制电路的形式: 1.完整的分立元件模拟电路，经济型2.专用集成控制电路，大型，专用3.混合数字和模拟控制电路，半数字（PID） ）4.全数字控制电路高性能（MCU DSP）专用电动机及其控制*基于MCS-96系列单片机的控制系统专用电动机及其控制*不带DSP的基于DSP的无刷直流电动机位置传感器控制基于DSP的位置传感器控制系统硬件专用电动机及其控制* 1.8无刷直流电动机在电动汽车中的应用专用电动机及其控制*专用电动机及其控制*专用电动机及其控制* 1.8无刷直流电动机的应用在计算机应用软驱中主轴电机的结构转速为360rpm，转速稳定精度为0.1％，使用寿命超过1000h.

专用电机及其控制*无刷直流电机在计算机中的应用硬盘主轴电机结构速度为4500/5400/7500 / 10000rpm，速度稳定精度为0.1％，平均无故障时间超过40,000. H . 磁头与磁盘表面之间的距离为0.3-0.1μm. 专用电机及其控制*无刷直流电机在计算机中的应用光驱驱动主轴电机结构的应用特殊电机及其控制*无刷直流电机在家用电器中的应用家用电器的总体发展趋势是低噪音，节能和节能智能化，对配套电机提出了更高的要求. 面对这些要求，传统的单相异步电动机通常不能很好地满足，这为无刷直流电动机的应用提供了机会. 以空调用风扇电动机为例: 专用电动机及其控制*无刷直流电动机在工业上的应用与其他类型的电动机相比，无刷直流电动机具有以下优点: （1）动态响应快； （2）控制性能好； （3）体积小，重量轻； （4）效率高. 专用电动机及其控制*无刷直流电动机在医疗设备中的应用磁悬浮血泵的专用电动机及其控制*特殊电动机及其控制*第1章永磁无刷直流电动机及其控制系统永磁无刷直流电动机（PM BLDCM）专用电机及其控件*永磁电机0.1永磁材料什么是永磁材料？ 0.1.1永磁材料的特性0.1.2普通永磁材料特殊电动机及其控制*特殊电动机及其控制*特殊电动机及其控制*特殊电动机及其控制* 0.1.3退磁曲线什么是退磁曲线？什么是磁能积？ 0.1.4回复行专用电动机及其控制* 0.2永磁电动机的分类0.2.1永磁同步电动机正弦波驱动永磁同步电动机，通常称为永磁同步电动机.

方波驱动永磁同步电动机，即无刷直流电动机. 直流永磁电动机交流永磁电动机专用电动机及其控制* 1无刷直流电动机系统1.1基本组成无刷直流电动机的框图专用电动机及其控制*无刷直流电动机的结构（a）（b）固定转子实际结构1.机体专用电动机及其控制*表面型磁极嵌入式磁极环磁极内转子结构型专用电动机及其控制*实际电动机结构外转子无刷直流电动机专用电动机及其控制*专用电机及其控制控制* 2.逆变器b）四相半桥主电路a）三相半桥主电路1）非桥（半桥）半控特殊电机及其控制* 2.逆变器2）桥式全控制型c）星形连接的三相桥主电路专用电动机及其控制* 2.逆变器d）三角形接线的三相桥主电路2）桥式全控型专用电动机及其控制* 2.逆变器2）桥式全控制型e）正交两相全控制型主电路专用电动机及其控制* 2.逆变器2）桥式全控制型f）封闭式连接4相桥式主回路专用电动机及其控制*主回路选择原理绕组利用率: 三相绕组优于四相和五相绕组的转矩脉动: 相数越多，转矩脉动越小电路成本: 相数越多，电路成本越高. 星形连接的三相桥式主电路是最常用的专用电机及其控制* 3.位置检测器带位置传感器检测的位置检测器，不带位置传感器检测磁敏光电型电磁接近开关正弦余弦变压器编码器反电动势检测续流二极管工作状态检测定子三次谐波检测瞬时电压方程法专用电动机及其控制* 4.控制器控制器模拟控制系统数字控制系统分立元件加少量集成控制系统由基于集成电路的模拟控制系统组成控制电机与特种电机第二版，数模混合控制系统和完整的数字控制系统. 该控制器是指挥中心专用电动机，其控制是无刷直流电动机正常运行并实现各种速度伺服功能. 电磁无刷直流电动机系统图的控制电路将转子位置传感器检测到的信号转换为脉冲宽度调制的PWM信号，该信号被驱动电路放大并发送到逆变器的每个电源开关管，从而控制每个电动机的相位绕组按一定顺序工作，在电动机的气隙中产生跳跃的旋转磁场.

1.2基本工作原理专用电动机及其控制*星形连接的三相半桥主电路的专用电动机及其控制*控制星形连接的三相桥式主电路位置检测器的三个输出信号通过逻辑电路开关管的导通和截止控制方法有两种: 两二导通模式和三三导通模式. 专用电动机及其控制* 1.在“两两”传导模式下的三相绕组的反电动势波形和在“两两”传导模式下的传导律. 三至三传导模式专用电动机中的电动势波形及其传导规则及其控制*在三相半桥主电路中，位置信号具有1/3周期的高电平和低电平如图2所示，传感器之间的相位差也是1/3周期. 旋转磁场在360°内具有三个磁态. 电角度范围，每个磁状态持续120？电角度. 我们称这种工作模式为单相传导星型三相三态. 专用电动机及其控制* 1.2.2星型连接的三相桥式主电路位置检测器的三个输出信号通过逻辑电路控制这些开关管的导通和截止，有两种控制方法: 两种以及两个导电模式和三个三导电模式. 专用电动机及其控制* 1.可以从电枢绕组的电磁功率获得两两传导模式电动机的瞬时电磁转矩: 其中，A的三相绕组的Ea，Eb，Ec-back EMF， B，C; ia，ib，ic --- A，B，C三相绕组电流;？ -转子的机械角速度. 可以看出，电磁转矩取决于反电动势的大小. 在一定速度下，如果电流恒定，则反电动势越大，转矩越大. 特殊电动机及其控制*三相绕组的反电动势波形及其在两二导通模式下的导通规则特殊电动机及其控制* 2.三相绕组的三三导电模式反EMF波形及其三通三传导专用电动机及其在传导模式下的控制

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