中圖網(wǎng)小程序
一鍵登錄
更方便
本類五星書更多>
-
>
公路車寶典(ZINN的公路車維修與保養(yǎng)秘籍)
-
>
晶體管電路設(shè)計(下)
-
>
基于個性化設(shè)計策略的智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
-
>
花樣百出:貴州少數(shù)民族圖案填色
-
>
山東教育出版社有限公司技術(shù)轉(zhuǎn)移與技術(shù)創(chuàng)新歷史叢書中國高等技術(shù)教育的蘇化(1949—1961)以北京地區(qū)為中心
-
>
鐵路機(jī)車概要.交流傳動內(nèi)燃.電力機(jī)車
-
>
利維坦的道德困境:早期現(xiàn)代政治哲學(xué)的問題與脈絡(luò)
無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)(第二版) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030721167
- 條形碼：9787030721167 ; 978-7-03-072116-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)(第二版) 內(nèi)容簡介
本書內(nèi)容主要涵蓋無刷直流電機(jī)運(yùn)行特性分析及其控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，并對無刷直流電機(jī)變流控制、轉(zhuǎn)矩波動抑制和無位置傳感器控制等關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了詳細(xì)論述。全書力求貫徹理論與實際相結(jié)合的原則，既反映無刷直流電機(jī)運(yùn)行與控制領(lǐng)域的新技術(shù)和新成果，又體現(xiàn)實際應(yīng)用的具體設(shè)計過程。
無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)(第二版) 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 無刷直流電機(jī)發(fā)展歷程 1
1.2 無刷直流電機(jī)應(yīng)用場合 2
1.3 無刷直流電機(jī)研究現(xiàn)狀 5
1.3.1 變流控制技術(shù) 5
1.3.2 轉(zhuǎn)矩波動抑制技術(shù) 6
1.3.3 無位置傳感器控制技術(shù) 6
1.4 無刷直流電機(jī)發(fā)展趨勢 8
參考文獻(xiàn) 9
第2章 無刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型及特性分析 13
2.1無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)類型及驅(qū)動方式 13
2.1.1 無刷直流電機(jī)本體結(jié)構(gòu) 13
2.1.2 無刷直流電機(jī)驅(qū)動方式 15
2.2 無刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型 17
2.2.1 微分方程模型 17
2.2.2 傳遞函數(shù)模型 23
2.2.3 狀態(tài)空間模型 29
2.3 無刷直流電機(jī)特性分析 30
2.3.1 無刷直流電機(jī)起動特性 30
2.3.2 無刷直流電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性 31
2.3.3 無刷直流電機(jī)制動特性 34
參考文獻(xiàn) 36
第3章 無刷直流電機(jī)變流控制技術(shù) 37
3.1 傳統(tǒng)交-直-交變流控制技術(shù) 37
3.2 整流級變流控制技術(shù) 42
3.3 逆變級變流控制技術(shù) 52
3.3.1 四開關(guān)逆變器 52
3.3.2 五開關(guān)逆變器 62
3.4 直流環(huán)節(jié)變流控制技術(shù) 69
3.4.1 Cuk變換器 70
3.4.2 二極管輔助升降壓變換器 72
參考文獻(xiàn) 78
第4章 無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制技術(shù) 80
4.1 正常導(dǎo)通階段轉(zhuǎn)矩控制 80
4.1.1 直接轉(zhuǎn)矩控制 80
4.1.2 滑模變結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)矩控制 86
4.1.3 自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩控制 91
4.2 換相階段轉(zhuǎn)矩控制 99
4.2.1 換相過程暫態(tài)分析 99
4.2.2 分時換相轉(zhuǎn)矩控制 102
4.2.3 脈沖寬度調(diào)制的換相轉(zhuǎn)矩控制 106
4.2.4 變母線電壓的換相轉(zhuǎn)矩控制 110
4.3 制動轉(zhuǎn)矩控制 118
4.3.1 制動轉(zhuǎn)矩可控性分析 118
4.3.2 雙極性調(diào)制方式下制動轉(zhuǎn)矩控制 123
4.3.3 單極性調(diào)制方式下制動轉(zhuǎn)矩控制 125
參考文獻(xiàn) 130
第5章 無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制技術(shù) 132
5.1 靜止和起動階段無位置傳感器控制 132
5.1.1 轉(zhuǎn)子初始位置檢測 132
5.1.2 起動階段無位置傳感器控制 137
5.2 運(yùn)行階段無位置傳感器控制 140
5.2.1 基于電感變化的無位置傳感器控制 140
5.2.2 相反電動勢法無位置傳感器控制 142
5.2.3 線反電動勢法無位置傳感器控制 145
5.2.4 直接反電動勢法無位置傳感器控制 148
5.2.5 磁鏈函數(shù)法無位置傳感器控制 152
5.2.6 基于反電動勢觀測器的無位置傳感器控制 156
參考文獻(xiàn) 163
第6章 無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 165
6.1 硬件總體設(shè)計方案 165
6.2 基于SiC功率器件的逆變電路設(shè)計 166
6.2.1 低雜散電感功率回路 166
6.2.2 緩沖吸收電路 168
6.2.3 SiC MOSFET驅(qū)動電路 170
6.2.4 SiC MOSFET逆變器樣機(jī) 176
6.3 微處理器控制電路設(shè)計 178
6.3.1 多處理器協(xié)同工作架構(gòu) 179
6.3.2 DSP控制電路 179
6.3.3 FPGA控制電路 183
6.4 保護(hù)電路設(shè)計 186
6.4.1 過壓保護(hù)電路 186
6.4.2 過流保護(hù)電路 188
6.4.3 過溫保護(hù)電路 188
6.5 軟件設(shè)計 189
6.5.1 軟件主程序設(shè)計流程 189
6.5.2 軟件可靠性設(shè)計 191
6.6 典型實例 193
6.6.1 變頻空調(diào)中的應(yīng)用 194
6.6.2 電動汽車中的應(yīng)用 197
6.6.3 四旋翼無人機(jī)中的應(yīng)用 200
參考文獻(xiàn) 204
前言
第1章 緒論 1
1.1 無刷直流電機(jī)發(fā)展歷程 1
1.2 無刷直流電機(jī)應(yīng)用場合 2
1.3 無刷直流電機(jī)研究現(xiàn)狀 5
1.3.1 變流控制技術(shù) 5
1.3.2 轉(zhuǎn)矩波動抑制技術(shù) 6
1.3.3 無位置傳感器控制技術(shù) 6
1.4 無刷直流電機(jī)發(fā)展趨勢 8
參考文獻(xiàn) 9
第2章 無刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型及特性分析 13
2.1無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)類型及驅(qū)動方式 13
2.1.1 無刷直流電機(jī)本體結(jié)構(gòu) 13
2.1.2 無刷直流電機(jī)驅(qū)動方式 15
2.2 無刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型 17
2.2.1 微分方程模型 17
2.2.2 傳遞函數(shù)模型 23
2.2.3 狀態(tài)空間模型 29
2.3 無刷直流電機(jī)特性分析 30
2.3.1 無刷直流電機(jī)起動特性 30
2.3.2 無刷直流電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性 31
2.3.3 無刷直流電機(jī)制動特性 34
參考文獻(xiàn) 36
第3章 無刷直流電機(jī)變流控制技術(shù) 37
3.1 傳統(tǒng)交-直-交變流控制技術(shù) 37
3.2 整流級變流控制技術(shù) 42
3.3 逆變級變流控制技術(shù) 52
3.3.1 四開關(guān)逆變器 52
3.3.2 五開關(guān)逆變器 62
3.4 直流環(huán)節(jié)變流控制技術(shù) 69
3.4.1 Cuk變換器 70
3.4.2 二極管輔助升降壓變換器 72
參考文獻(xiàn) 78
第4章 無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制技術(shù) 80
4.1 正常導(dǎo)通階段轉(zhuǎn)矩控制 80
4.1.1 直接轉(zhuǎn)矩控制 80
4.1.2 滑模變結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)矩控制 86
4.1.3 自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩控制 91
4.2 換相階段轉(zhuǎn)矩控制 99
4.2.1 換相過程暫態(tài)分析 99
4.2.2 分時換相轉(zhuǎn)矩控制 102
4.2.3 脈沖寬度調(diào)制的換相轉(zhuǎn)矩控制 106
4.2.4 變母線電壓的換相轉(zhuǎn)矩控制 110
4.3 制動轉(zhuǎn)矩控制 118
4.3.1 制動轉(zhuǎn)矩可控性分析 118
4.3.2 雙極性調(diào)制方式下制動轉(zhuǎn)矩控制 123
4.3.3 單極性調(diào)制方式下制動轉(zhuǎn)矩控制 125
參考文獻(xiàn) 130
第5章 無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制技術(shù) 132
5.1 靜止和起動階段無位置傳感器控制 132
5.1.1 轉(zhuǎn)子初始位置檢測 132
5.1.2 起動階段無位置傳感器控制 137
5.2 運(yùn)行階段無位置傳感器控制 140
5.2.1 基于電感變化的無位置傳感器控制 140
5.2.2 相反電動勢法無位置傳感器控制 142
5.2.3 線反電動勢法無位置傳感器控制 145
5.2.4 直接反電動勢法無位置傳感器控制 148
5.2.5 磁鏈函數(shù)法無位置傳感器控制 152
5.2.6 基于反電動勢觀測器的無位置傳感器控制 156
參考文獻(xiàn) 163
第6章 無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 165
6.1 硬件總體設(shè)計方案 165
6.2 基于SiC功率器件的逆變電路設(shè)計 166
6.2.1 低雜散電感功率回路 166
6.2.2 緩沖吸收電路 168
6.2.3 SiC MOSFET驅(qū)動電路 170
6.2.4 SiC MOSFET逆變器樣機(jī) 176
6.3 微處理器控制電路設(shè)計 178
6.3.1 多處理器協(xié)同工作架構(gòu) 179
6.3.2 DSP控制電路 179
6.3.3 FPGA控制電路 183
6.4 保護(hù)電路設(shè)計 186
6.4.1 過壓保護(hù)電路 186
6.4.2 過流保護(hù)電路 188
6.4.3 過溫保護(hù)電路 188
6.5 軟件設(shè)計 189
6.5.1 軟件主程序設(shè)計流程 189
6.5.2 軟件可靠性設(shè)計 191
6.6 典型實例 193
6.6.1 變頻空調(diào)中的應(yīng)用 194
6.6.2 電動汽車中的應(yīng)用 197
6.6.3 四旋翼無人機(jī)中的應(yīng)用 200
參考文獻(xiàn) 204
展開全部
無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)(第二版) 節(jié)選
第1章緒論 目前，國內(nèi)外對無刷直流電機(jī)（brushless DC motor，BLDCM）的定義一般存在兩種觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，具有梯形波反電動勢的無刷電機(jī)稱為無刷直流電機(jī)，而具有正弦波反電動勢的無刷電機(jī)稱為永磁同步電機(jī)（permanent magnet synchronous motor，PMSM）[1，2]。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，具有梯形波反電動勢的無刷電機(jī)和具有正弦波反電動勢的無刷電機(jī)均可稱為無刷直流電機(jī) [3]。在 ANSI/IEEE（American National Standards Institute/Institute of Electrical and Electronics Engineers，美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會 /電氣與電子工程師協(xié)會）100-1984中只定義了無刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)（brushless rotary machinery）[4]，NEMA（National Electrical Manufactures Association，美國電氣制造商協(xié)會）標(biāo)準(zhǔn) MG7-1987將無刷直流電機(jī)定義為，一種轉(zhuǎn)子由永磁體勵磁，根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號實現(xiàn)電子換相控制的自同步旋轉(zhuǎn)電機(jī)[5]。目前，對無刷直流電機(jī)的定義還沒有形成共識。本書將反電動勢為梯形波，通過控制器控制各相繞組進(jìn)行電子換相的自同步旋轉(zhuǎn)電機(jī)稱為無刷直流電機(jī)，并在此基礎(chǔ)上對無刷直流電機(jī)的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)展開論述。本章將分別論述無刷直流電機(jī)的發(fā)展歷史、應(yīng)用場合、研究現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢。 1.1無刷直流電機(jī)發(fā)展歷程 無刷直流電機(jī)是在有刷直流電機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，從此奠定了現(xiàn)代電機(jī)的理論基礎(chǔ)。19世紀(jì) 40年代，**臺直流電機(jī)研制成功。受電力電子器件和永磁體材料等發(fā)展的限制，無刷直流電機(jī)在一個多世紀(jì)后才面世。1915年，美國人Langmuir發(fā)明控制柵極的水銀整流器，并制成直流變交流的逆變裝置。針對傳統(tǒng)直流電機(jī)的弊病，20世紀(jì)30年代，一些學(xué)者開始研制采用電子換相的無刷直流電機(jī)，為無刷直流電機(jī)的誕生提供了條件。由于當(dāng)時的大功率電子器件還處于初級發(fā)展階段，沒能找到理想的電子換相器件，這種可靠性差、效率低下的電機(jī)只能停留在實驗室階段，無法推廣使用。無刷直流電機(jī)的原型出現(xiàn)在1955年Harrison和Rye公開的專利文件中。該專利以晶體管換相電路替代電刷和機(jī)械換向器。由于晶體管是半控元件，因此需要在電機(jī)信號繞組中感生出周期性的電動勢才能使功率繞組輪流導(dǎo)通，但是轉(zhuǎn)子靜止時，信號繞組上并沒有感生電動勢，所以早期的無刷直流電機(jī)沒有起動轉(zhuǎn)矩[6]。20世紀(jì)60年代進(jìn)入了集成電路的快速發(fā)展階段，霍爾半導(dǎo)體及其調(diào)理電路被突破性地集成在一塊芯片上。這一技術(shù)革新直接推動了無刷直流電機(jī)的真正誕生，Wilson等在 1962年發(fā)表的文獻(xiàn)中首次對無刷直流電機(jī)進(jìn)行了介紹[7]。20世紀(jì) 70年代，以金屬-氧化物半導(dǎo)體場效晶體管（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）為代表的全控型電力電子器件得到推廣，以釤鈷、釹鐵硼為代表的永磁材料相繼被發(fā)現(xiàn)，無刷直流電機(jī)又迎來新一輪快速發(fā)展的機(jī)遇。在1978年的 Hannover貿(mào)易展覽會上，Mannesmann集團(tuán)的Indramat分部正式推出無刷直流電機(jī)及其驅(qū)動器。這標(biāo)志著無刷直流電機(jī)進(jìn)入實際的工業(yè)應(yīng)用。 電機(jī)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活，是電力能源的*大消耗終端，研發(fā)并推廣應(yīng)用高能效電機(jī)系統(tǒng)是實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)的重要途徑[8]。據(jù)統(tǒng)計，截至2015年，我國電機(jī)的保有量約為24億千瓦，年耗電量達(dá)到3.5億千瓦時，約占全社會總用電量的65%，其中工業(yè)領(lǐng)域電機(jī)用電量約占工業(yè)總用電量的74%。2021年，工信部、市場監(jiān)管總局發(fā)布《電機(jī)能效提升計劃（2021—2023年）》，針對工業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展的需求，確立了“以電機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)制造、技術(shù)創(chuàng)新、推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)服務(wù)為重點(diǎn)方向，積極實施節(jié)能改造升級和能量系統(tǒng)優(yōu)化，不斷提升電機(jī)系統(tǒng)能效，支撐重點(diǎn)行業(yè)和領(lǐng)域節(jié)能提效，助力實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)”的指導(dǎo)思想，并針對高效節(jié)能電機(jī)制定“擴(kuò)大綠色供給，拓展產(chǎn)業(yè)鏈，加快推廣應(yīng)用，推進(jìn)智能化、數(shù)字化提升”的重點(diǎn)任務(wù) [9]。提升電機(jī)系統(tǒng)能效的主要途徑包括電機(jī)本體的優(yōu)化設(shè)計和電機(jī)系統(tǒng)的變頻改造兩個方面[10]。在電機(jī)本體設(shè)計方面，稀土永磁電機(jī)不需要電勵磁環(huán)節(jié)，相比傳統(tǒng)的感應(yīng)電機(jī)耗能更低，是一種典型的電機(jī)能效提升方案。此外，我國豐富的稀土資源也為稀土永磁電機(jī)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。在電機(jī)系統(tǒng)變頻改造方面，典型的方案是依托快速發(fā)展的電力電子技術(shù)和計算機(jī)控制技術(shù)，采用變頻調(diào)速替代傳統(tǒng)的調(diào)壓調(diào)速和機(jī)械減速方式，利用高性能變頻器及其控制算法提高電機(jī)能效。 作為典型的稀土永磁電機(jī)，無刷直流電機(jī)采用電力電子變流器實現(xiàn)變頻調(diào)速，兼具結(jié)構(gòu)緊湊簡單、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、維護(hù)成本低、效率高、轉(zhuǎn)速 -轉(zhuǎn)矩性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)[11-14]，廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、智能制造等領(lǐng)域。在推動裝備制造業(yè)向高端化和智能化快速發(fā)展、降低電機(jī)系統(tǒng)能耗方面，無刷直流電機(jī)展現(xiàn)出良好的應(yīng)用潛力。 1.2無刷直流電機(jī)應(yīng)用場合 隨著無刷直流電機(jī)理論研究的不斷深入和關(guān)鍵技術(shù)的持續(xù)突破，無刷直流電 機(jī)的應(yīng)用場合也不斷拓展，特別是在航空航天、工業(yè)機(jī)器人與高檔數(shù)控機(jī)床、新能源汽車等高端裝備領(lǐng)域，無刷直流電機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單、功率密度大、效率高等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。 1.無刷直流電機(jī)在航空航天裝備中的應(yīng)用 在航空航天裝備中，一般要求電機(jī)體積小、質(zhì)量輕、可靠性高、工作壽命長。無刷直流電機(jī)由于其特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及良好的調(diào)速性能，在飛機(jī)、衛(wèi)星、載人飛船等航空航天裝備中得到廣泛的應(yīng)用，典型的應(yīng)用如陀螺儀、機(jī)電作動器、氧氣濃縮器、壓氣機(jī)、磁懸浮飛輪、離心泵等。以陀螺儀為例，傳統(tǒng)的有刷電機(jī)需要的安裝空間大，并且陀螺儀在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，傳統(tǒng)有刷電機(jī)會產(chǎn)生大量的損耗。此外，由于換向器與電刷的存在，*高轉(zhuǎn)速也受到一定的限制，而無刷直流電機(jī)的高功率 /質(zhì)量比，以及高可靠性特點(diǎn)能夠很好地解決有刷電機(jī)在應(yīng)用中的瓶頸問題。隨著多 /全電飛機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)電作動器得到廣泛的使用，無刷直流電機(jī)因結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行效率高、調(diào)速范圍寬、控制精度和可靠性高等顯著優(yōu)點(diǎn)成為機(jī)電作動器的首選。對于航空油泵用電機(jī)，傳統(tǒng)的有刷直流電機(jī)壽命短、起動電流大、易產(chǎn)生電火花，在運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)各種問題，因此通常用無刷直流電機(jī)作為泵的驅(qū)動電機(jī)，有效克服有刷電機(jī)存在的諸多缺陷，提高油泵用電機(jī)的使用壽命與可靠性。此外，在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用中，無刷直流電機(jī)的無位置傳感器控制技術(shù)在保證控制精度的同時，可以進(jìn)一步提升電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的緊湊性，從而提升驅(qū)動系統(tǒng)功率密度；在應(yīng)對航空航天裝備的極端運(yùn)行環(huán)境方面，無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)也是其重要優(yōu)勢之一。 2.無刷直流電機(jī)在機(jī)器人和高檔數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用 機(jī)器人和高檔數(shù)控機(jī)床通常需要伺服電機(jī)系統(tǒng)具有高穩(wěn)定性、高伺服精度、高響應(yīng)速度等性能指標(biāo)。傳統(tǒng)的有刷電機(jī)受限于自身結(jié)構(gòu)缺陷，難以實現(xiàn)快速起停、加減速等要求，而無刷直流電機(jī)以其體積小、動態(tài)性能優(yōu)良、可靠性高、轉(zhuǎn)矩特性好等優(yōu)點(diǎn)，成為工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、紡織機(jī)械、自動化生產(chǎn)線等裝備伺服系統(tǒng)的重要解決方案之一。在工業(yè)機(jī)器人中，無刷直流電機(jī)主要用于機(jī)械臂關(guān)節(jié)驅(qū)動，與傳統(tǒng)的有刷直流電機(jī)相比，無刷直流電機(jī)革除了換向器與電刷裝置，不會產(chǎn)生環(huán)火現(xiàn)象，可以提高工業(yè)機(jī)器人在應(yīng)對易燃易爆工作環(huán)境時的安全性和可靠性。在水下機(jī)器人的推進(jìn)系統(tǒng)中，無刷直流電機(jī)更能滿足高輸出轉(zhuǎn)矩、高動態(tài)響應(yīng)、寬速度范圍的性能需求，是解決水下機(jī)器人推進(jìn)問題的有效方案之一。傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床通常采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動電機(jī)，然而由于步進(jìn)電機(jī)的特性限制，設(shè)備的運(yùn)行速度與精度很難進(jìn)一步提高，而數(shù)控?zé)o刷直流電機(jī)伺服系統(tǒng)可以大幅度提高機(jī)床的運(yùn)行速度和伺服精度，從而有效提高生產(chǎn)效率。隨著機(jī)器人和高檔數(shù)控機(jī)床對伺服精度、集成化、智能化要求的不斷提升，解決好伺服系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩波動抑制、伺服系統(tǒng)的模塊化和可重構(gòu)化、電機(jī)控制系統(tǒng)的智能感知等熱點(diǎn)問題，成為無刷直流電機(jī)在本領(lǐng)域應(yīng)用拓展的重要基礎(chǔ)，對裝備適應(yīng)惡劣的運(yùn)行環(huán)境具有重要意義。 3.無刷直流電機(jī)在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用 隨著節(jié)能減排理念的全面貫徹，電動汽車領(lǐng)域?qū)﹄姍C(jī)性能和效率的要求日益提高。由于無刷直流電機(jī)具有尺寸小、機(jī)械噪聲小、輸出轉(zhuǎn)矩大、使用年限長、集成化程度高等優(yōu)點(diǎn)，因此與傳統(tǒng)的有刷直流電機(jī)相比更適合電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。在新興的電動汽車中，無刷直流電機(jī)可以作為主動力驅(qū)動汽車行駛，也可以應(yīng)用于汽車中的空調(diào)、雨刮器、電動車門、安全氣囊、電動座椅等，提升乘客的駕駛舒適性。以汽車空調(diào)為例，傳統(tǒng)有刷直流電機(jī)會限制汽車空調(diào)的壽命，同時機(jī)械電刷帶來的噪聲也無法避免。與家用空調(diào)機(jī)類似，以無刷直流電機(jī)驅(qū)動的汽車空調(diào)機(jī)將朝著性價比高、噪聲低的變頻方向發(fā)展。由于汽車結(jié)構(gòu)愈來愈趨于整體化，電機(jī)的結(jié)構(gòu)和大小也成為汽車品質(zhì)的重要指標(biāo)，有位置傳感器的無刷直流電機(jī)因其位置傳感器限制了電機(jī)的結(jié)構(gòu)大小和使用范圍，因此無位置傳感器控制的無刷直流電機(jī)也將是新能源汽車發(fā)展的一個重要研究方向。 4.無刷直流電機(jī)在精密儀器中的應(yīng)用 精密儀器領(lǐng)域?qū)﹄姍C(jī)系統(tǒng)的性能要求更為嚴(yán)苛，它要求電機(jī)同時具備體積小、調(diào)速精度高、調(diào)速范圍寬、起動性能好、工作噪聲低等性能特點(diǎn)。例如，在外科手術(shù)領(lǐng)域中，傳統(tǒng)器械驅(qū)動電機(jī)大部分采用單相交直流串激電機(jī)，工作時電刷和換向器摩擦產(chǎn)生的噪聲會嚴(yán)重影響手術(shù)操作者的臨場發(fā)揮，加重患者的身心負(fù)擔(dān)，同時機(jī)械換向裝置需要經(jīng)常清潔和維護(hù)，增加了設(shè)備的使用成本。無刷直流電機(jī)采用電子換向代替了機(jī)械換向，可以較好地解決上述問題，而且相比單相交直流串激電機(jī)，無刷直流電機(jī)能在較寬的速度范圍內(nèi)連續(xù)精準(zhǔn)變速，讓操作者更精確、更靈活地實施手術(shù)。此外，在血液分析儀、醫(yī)護(hù)監(jiān)控設(shè)備、放射治療設(shè)備等其他醫(yī)療設(shè)備中，無刷直流電機(jī)也得到廣泛應(yīng)用。以醫(yī)學(xué)領(lǐng)域為代表的精密儀器，普遍要求驅(qū)動機(jī)構(gòu)具有嚴(yán)格的可靠性，以避免給使用者和操作者帶來意外傷害，因此高可靠性的無刷直流電機(jī)具有廣泛的應(yīng)用需求。 隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，無刷直流電機(jī)在復(fù)雜工況和極端環(huán)境下也面臨諸多挑戰(zhàn)，因此對無刷直流電機(jī)系統(tǒng)的控制策略開展深入研究具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。 1.3無刷直流電機(jī)研究現(xiàn)狀 1.3.1變流控制技術(shù) 無刷直流電機(jī)的理想相反電動勢為平頂寬度 120.電角度的梯形波，為了產(chǎn)生恒定轉(zhuǎn)矩，通常采用兩兩導(dǎo)通的方波電流驅(qū)動方式。在這種驅(qū)動方式下，變流控制技術(shù)是保證無刷直流電機(jī)在不同工況下正常運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的電壓型交 -直-交變換器是無刷直流電機(jī)變流控制系統(tǒng)中常見的一種結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括交 -直變換的整流部分，以及直 -交變換的逆變部分。然而，在實際應(yīng)用中，打破常規(guī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，引入新型的變流器拓?fù)淇梢赃M(jìn)一步拓寬無刷直流電機(jī)的應(yīng)用場合。 對于整流部分，在單相交流電源供電的無刷直流電機(jī)系統(tǒng)中，直流鏈通常需要配置一個大容量電解電容來減小二極管整流橋輸出電壓的波動。但是，大容量電解電容會降低無刷直流電機(jī)系統(tǒng)變流器的功率密度。一種減小直流鏈電容容量的有效手段是在保證電機(jī)正常運(yùn)行所需能量的前提下，盡量降低直流鏈電容釋放的能量，通過在直流鏈增加一個與直流鏈電容串聯(lián)的功率管來控制整流橋和直流鏈電容的供電情況。文獻(xiàn) [15]、[16]分別提出基于定頻調(diào)制的方法和基于不定頻滯環(huán)控制的方法實現(xiàn)直流鏈功率管的控制，可以在直流鏈電容容值較小的情況下滿足電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行所需的電壓。 對于逆變部分，六開關(guān)三相橋式逆變電路是無刷直流電機(jī)系統(tǒng)中常用的一種驅(qū)動電路。若進(jìn)一步減少逆變橋中功率器件的數(shù)量，則可以改善系統(tǒng)的成本和體積。
書友推薦
- >
有舍有得是人生
- >
唐代進(jìn)士錄
- >
新文學(xué)天穹兩巨星--魯迅與胡適/紅燭學(xué)術(shù)叢書(紅燭學(xué)術(shù)叢書)
- >
莉莉和章魚
- >
企鵝口袋書系列·偉大的思想20:論自然選擇(英漢雙語)
- >
自卑與超越
- >
史學(xué)評論
- >
李白與唐代文化
本類暢銷
