無(wú)位置傳感器無(wú)刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)【文獻(xiàn)綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述電氣工程與自動(dòng)化電氣工程與自動(dòng)化無(wú)位置傳感器無(wú)刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)無(wú)位置傳感器無(wú)刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)早在20世紀(jì)30年代，就有人開(kāi)始研制以電子換相來(lái)代替機(jī)械換向的無(wú)刷直流電機(jī)，并取得了一定成果。但由于當(dāng)時(shí)大功率電子開(kāi)關(guān)器件的發(fā)展還處于起步階段，沒(méi)有理想的電子換相元件，導(dǎo)致這中電機(jī)只能停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段。[1]1955年，美國(guó)的D.Harrison首次實(shí)現(xiàn)了晶體管電子開(kāi)關(guān)代替了電刷，但這只是無(wú)刷直流電機(jī)簡(jiǎn)單的

2、雛形，無(wú)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。到六十年代，高強(qiáng)度稀土永久磁鐵的有效利用及借助霍爾元件來(lái)實(shí)現(xiàn)換相，為無(wú)刷直流電機(jī)的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件。七十年代以來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，許多新型高性能半導(dǎo)體功率器件，如GTRMOSFETIGBT等相繼出現(xiàn)，以及高性能永磁材料，如衫鉆、欽鐵硼等的問(wèn)世，均為無(wú)刷直流電機(jī)的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)因而得到了迅速的發(fā)展。1978年，原西德MANNESMANN公司的Indramat分部在漢諾

3、威貿(mào)易博覽會(huì)上正式推出MAC無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，標(biāo)志著無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化階段。20世紀(jì)八十年代以來(lái)，隨著新型稀土永磁材料的不斷發(fā)展應(yīng)用，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的造價(jià)更低，性能更為優(yōu)越，再加上消除了直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械式換向帶來(lái)的一系列限制，并且體積小、重量輕、效率高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，因而在醫(yī)療器械、儀器儀表、化工、辦公自動(dòng)化設(shè)備以及家電產(chǎn)品等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。尤其在節(jié)能己成為時(shí)代主題的今天，無(wú)刷直流電機(jī)高效率的特點(diǎn)更顯示了其巨大的應(yīng)用價(jià)值

4、。因此，對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的深入研究是非常必要的，具有重大的應(yīng)用價(jià)值。[4]在交流系統(tǒng)中應(yīng)用的電動(dòng)機(jī)主要有感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和永磁同步電動(dòng)機(jī)兩種，其中永磁同步電動(dòng)機(jī)按工作原理不同，又可分為正弦波反電勢(shì)的永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)和方波反電動(dòng)勢(shì)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(BLDCM)。采用矢量控制的異步電動(dòng)機(jī)，己經(jīng)可以獲得接近直流調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性和較寬的調(diào)速范圍，但是主要缺點(diǎn)是控制較為復(fù)雜，且對(duì)電機(jī)參數(shù)有較強(qiáng)的依賴性；采用PWM控制的永磁同步電機(jī)的外特性完

5、全可以與直流電機(jī)等效，且與感應(yīng)電機(jī)相比，體積小、重量輕、效率高、控制相對(duì)簡(jiǎn)單，且不存在勵(lì)磁損耗問(wèn)題，因此在高性能應(yīng)用領(lǐng)域，永磁同步電動(dòng)機(jī)顯示了更多的優(yōu)勢(shì)。[3]和正弦波永磁同步電機(jī)相比，方波無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)雖然存在著轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的問(wèn)題，在轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)的方法中，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)介紹的無(wú)傳感器位置檢測(cè)方法主要包括反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)法、反電動(dòng)勢(shì)三次諧波積分檢測(cè)法、續(xù)流二極管監(jiān)測(cè)法、反電動(dòng)勢(shì)積分法、磁鏈估計(jì)法、擴(kuò)展卡爾曼濾波法、電感測(cè)量法、電流法、渦

6、流效應(yīng)檢測(cè)法、采用智能控制檢測(cè)法等。其中通過(guò)測(cè)出各相反電勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)而獲得無(wú)刷直流電機(jī)所需的轉(zhuǎn)子六個(gè)關(guān)鍵位置信號(hào)的反電勢(shì)法原理簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，但由于無(wú)位置傳感器系統(tǒng)中起動(dòng)時(shí)沒(méi)有反電勢(shì)信號(hào)，因此還需對(duì)無(wú)位置傳感器控制時(shí)的起動(dòng)方案做出相應(yīng)的解決方案。盡管無(wú)位置傳感器的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制原理和控制電路稍顯復(fù)雜一些，但總體結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，制造的難度也降低了。雖然國(guó)內(nèi)有許多的專家學(xué)者在無(wú)位置傳感器的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的研究方面投入了很多，也取得了不小的成

7、績(jī)，但是，與國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家的無(wú)位置傳感器的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)研究水平相比，還存在著比較大的差距。因此，研究無(wú)位置傳感器的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)對(duì)于縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，滿足人民生產(chǎn)生活的需要，提高人民的生活水平都有著重要的意義。[1]參考文獻(xiàn)：[1]宋海龍，楊明，范宇，徐殿國(guó).無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的無(wú)位置傳感器控制[J].電機(jī)與控制學(xué)報(bào)2002(9)208212[2]林瑞光.電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)[M].浙江大學(xué)出版社，2002[3]楊沛騏“反電勢(shì)法”無(wú)位置傳感