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永磁无刷直流电机及其控制.pdf

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2012 年 3 月 第 27 卷第 3 期 电 工 技 术 学 报 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Vol.27 No. 3 Mar. 2012 永磁无刷直流电机及其控制 夏长亮 1,2 方红伟 2 (1.天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室 天津 300387 2.天津大学电气与自动化工程学 院 天津 300072) 摘要 无刷直流电机因其高效率、长寿命、低噪声及良好的机械特性等优点,在航空、军 事、汽车、办公自动化、家用电器等行业内得到了广泛的应用。本文系统阐述了无刷直流电机 的基本结构和工作特点,比较分析了无刷直流电机几种典型的驱动电路拓扑结构。同时,对无 刷直流电机的转矩波动抑制、无位置传感器控制、弱磁调速等技术进行了分析。最后,对其应 用及未来发展趋势进行了探讨。 关键词: 无刷直流电机 驱动电路 转矩波动 无位置传感器控制 弱磁 中图分类号: TM351 Permanent-Magnet Brushless DC Motor and Its Control Xia Changliang1,2 Fang Hongwei2 (1. Tianjin Key Laboratory of Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy Tianjin Polytechnic University Tianjin 300387 China2. Tianjin University Tianjin 300072 China) Abstract The permanent-magnet brushless DC motor (BLDC motor) has achieved a brilliant application in aerospace, military, automotive, office automation and household equipment industries, since it has the advantages of high efficiency, long lifetime, low noise and good torque-speed characteristics. The basic structure and operation of the BLDC motor is introduced, and various typical topologies of its driving circuits are also compared. Moreover, the torque ripple reduction, sensorless control, and flux-weakening speed control are investigated. Finally, the applications of BLDC motor are drawn and its development trend is discussed. Keywords:BLDC motor, driving circuit, torque ripple, sensorless control, flux weakening 1 引言 当前,节能减排是我国经济与能源可持续发展 无刷直流电机是指具有串励直流电机起动特性 和并励直流电机调速特性的梯形波 /方波直流电机, 其基本结构由 电机本体、功率驱动电路及位置传感 器三者组成 [1]。无刷直流电机具有结构简单、出力 的必由之路,这将大大助推永磁电机在我国的发展 大和效率高等特点。 随着电机技术、 电力电子技术 、 国家自然科学基金重点项目( 51037004)和国家杰出青年科学基金 资助项目( 50825701)。 收稿日期 2012-03-11 和应用。作为永磁电机中的重要成员,无刷直流电 机也必将借助我国是世界上最大的稀土储藏国这一 先天优势,为我国高效节能电机系统的构建和工业 生产的低碳化做出重要贡献。 数字控制技术、控制理论及传感器技术的发展与应 用,无刷直流电机 的一般控制技术已日趋成熟,相 关生产制造工艺和通用技术也均规范化,并形成了 GJB1983—1984、GB/T21418—2008 等一系列标准。 同时,其电机优化设计、节能型驱动、转矩波动抑 制、无位置传感器控制、弱磁调速等技术难题均得 到了很好的研究和解决 [2-9]。目前,无刷直流电机 已在国防、机器人、航空航天、轨道交通、精密机
26 电 工 技 术 学 报 2012 年 3 月 床、汽车电子、家用电器、办公自动化、以及工业 过程控制等领域得到了广泛的应用 [10-12]。 可将 Hall 传感器等位置信号直接变成数字信号,便 于无刷直流电机控制的数字化与智能化实现。 本文首先介绍了无刷直流电机的基本工作原理, 比较了各种驱动电路拓扑结构的优越性,然后对该 类电机尚未完全解决的转矩波动抑制、无位置传感 3 无刷直流电机驱动拓扑结构 器控制和弱磁调速等关键问题进行了论述,最后对 3.1 半桥式 该类高效电机的应用场合进行了总结,并对其发展 常见的三相半桥式驱动电路如图 2 所示。 趋势进行了探讨。 2 无刷直流电机基本结构与工作特点 无刷直流电机为了实现其无机械接触式换相, 取消了电刷,并将电枢绕组和永磁 磁钢分别放在定 子和转子侧,成为 “倒装式直流电机 ”结构。为了 图 2 半桥式驱动电路 Fig.2 Half-bridge driving circuit 实现对电机转速和转向的控制,无刷直流电机必须 三相半桥式驱动方式下的无刷 直流电机 控制系 具有由转子位置传感器和逆变器等共同构成的换相 装置,如图 1 所示。 统的优点是驱动元件个数少、成本低、控制简单, 但其转矩波动较大、电机绕组利用率低,一个周期 内每相绕组只有 1/3 周期通电,因而在实际应用中 较少采用。 3.2 全桥式 图 3 为三相全桥式驱动电路示意图,其常见导 通方式又可分为两两导通和三三导通方式。 图 1 无刷直流电机原理框图 Fig.1 Principle diagram of BLDC motor 无刷直流电机的定子结构与普通同步电机或感 应电机相似。对于常用的三相无刷直流电机,其电 枢绕组可以 Y 联结或 △联结,但考虑到系统的性能 和成本,目前应用较多的是电枢绕组 Y 联结、三 相对称且无中性点引出的电机。无刷直流电机的绕 组形式主要有整距集中绕组、整距分布式绕组、短 距分布式绕组等 [5, 13]。绕组形式的不同将影响电机 的反电动势波形,进而影响到电机的性能。一般来 讲,整距集中绕组能得到较好的梯形反电动势波形, 短距绕组则有利于削弱转矩波动。 转子结构有三种典型形式:表面粘贴式磁极、 嵌入式磁极和环形磁极。永磁体材料主要有铝镍钴、 铁氧体、钐钴和钕铁硼等,一些新的复合磁性材料 也正逐渐被应用到无刷直流电机中来 [16]。 无刷直流电机常用的位置传感器有电磁式、光 电式和磁敏式等。 Hall 传感器 为磁敏式位置传感器 的一种,其体积小、使用方便且价格低廉,在无刷 直流电机控制系统中应用广泛 。特殊的集成电路则 图 3 全桥式驱动电路 Fig.3 Full-bridge driving circuit 3.2.1 两两导通方式 两两导通方式指每一时刻电机都有两相导通, 第三相悬空,各相的导通顺序与时间由转子位置信 号决定。该方式下,正常工作时,每一时刻上下桥 臂都分别仅有一只 功率器件导通。即使 在换相时刻, 也不容易导致同一桥的上、下桥臂同时导通。电机 每经过一次换相,合成转矩的方向转过 60° 电角度, 一个周期内转矩要经历六次方向变换,使得转矩波 动比三相半桥式驱动电路要小而缓。 3.2.2 三三导通方式 三三导通方式指每一瞬间逆变桥均有三只功率 器件同时通电。同两两导通方式相比,也是每隔 1/6 周期(60○电角度)换相一次,其硬件原理亦完
第 27 卷第 3 期 夏长亮等 永磁无刷直流电机及其控制 27 全相同。只是功率器件的导通次序和导通时间不同, 此时每只功率器件在一个周期内导通 180○电角度。 三三导通方式可更进一步提高绕组的利用率, 减少转矩波动,但是三三导通方式在换相时刻容易 Fig.5 H-bridge driving circuit 因为功率器件数量等于电机相数的 4 倍,所以 H 型功率逆变桥一般只在单相或两相电机控制中使 用。同时,为防止同相上、下桥功率器件同时导通 导致同一桥的上、下桥臂同时导通。 而造成直通短路现象,须对驱动信号进行死区延时 对于△联结的三相全桥式无刷直流电机的控制, 它和 Y 联结的区别甚少,只需将 △联结电机中的 A、B 相绕组的连接处对应于 Y 联结电机中的 A, △联结电机中 B、C 相绕组的连接处对应于 Y 联结 电机中的 B,△联结电机中的 C、A 相绕组的连接 处对应于 Y 联结电机中的 C,而无需改变任何其他 软、硬件设计。 3.3 C-Dump 式 在一些特定的无刷直流电机应用场合,一方面 要实现较好的控制性能,另一方面又要求系统成本 低、安装尺寸小等。对此,许多学者提出了一种介 于半桥式控制和全桥式控制间的折衷控制方法,即 C-Dump 式驱动电路 [15]。对于三相无刷直流电机, 它只需 4 个开关元器件,其拓扑结构如图 4 所示, 该结构也可实现电机的四象限运行。 图 4 C-Dump 式驱动电路 Fig.4 C-Dump driving circuit 与全桥式驱动电路相比, C-Dump 驱动电路具 有较少的功率器件和较小的能量损耗,但增加了 1 个电感和 1 个电容,换相转矩波动也比全桥式大。 3.4 H 桥式 H 型功率逆变桥如图 5 所示,其特点是每个绕 组采用 1 个 H 桥独立控制,可灵活改变绕组电流的 大小和方向,易于实现电机的四象限控制 [16]。 图 5 H 桥式驱动电路 控制,死区时间要大于功率器件的关断时间。 3.5 四开关式 四开关式驱动电路结构如图 6 所示,图中四开 关三相拓扑结构由两个电容代替六开关三相逆变桥 的一组桥路,电机 C 相绕组接在串联电容的中点。 这样,电路节省了两个功率器件,一定程度上降低 了系统的成本,减小了由器件引起的能量损耗,但 会增加控制的复杂性 [17, 18]。 图 6 四开关式驱动电路 Fig.6 Four-switch driving circuit 4 无刷直流电机转矩波动抑制 根据产生机理的不同,无刷直流电机转矩波动 主要分为齿槽转矩波动和换相转矩波动两类。相比 于永磁同步电机,其转矩波动较大,一定程度上制 约了它在高精度、高稳定性场合的应用。为此,许 多专家学者一直致力于无刷直流电机系统转矩波动 抑制的研究,并取得了丰硕的成果 [19-25]。 4.1 齿槽转矩波动抑制 齿槽转矩是由于定转子齿槽的存在,不同位置 磁路的磁阻存在差异,气隙磁场在空间分布上出现 锯齿形波动,进而造成电机反电动势波形产生畸变 , 引起的转矩波动。 减小齿槽转矩是无刷直流电机设 计时需解决的 难题之一。采用 CAD、CAM 等技术, 对电机结构进行合理优化与改进,可有效减小齿槽 转矩。目前抑制齿槽转矩的方法主要有斜槽 /斜极 法、磁性槽楔法、减小槽口宽度法、辅助槽 /辅助 齿法、分数槽法、变极弧宽度和变磁极位置法等 [5]。文献[25]将电机设计方案的优化归结为多目标函 数的非线性规划问题,利用模糊小生境遗传算法对 无刷直流电机进行了优化设计,设计得到的电机具
28 电 工 技 术 学 报 2012 年 3 月 有电磁转矩提升速度快和转矩波动小等特点。图 7 是对应的具体优化流程图。 4.2 换相转矩波动抑制 实际证明,采取先开通后关闭的控制策略可抵 消反电势的影响,减小换相转矩波动。 4.2.2 基于自抗扰控制技术的换相转矩波动抑制 无刷直流电机运行时,一般其导通状态持续时 结合模糊、神经网络、自抗扰和直接转矩控制 间较长,决定了电机稳态电磁转矩的大小;换相过 程持续时间虽较短,但也影响着电机的性能。换相 暂态过程复杂,时间短暂,而且转速和负载越大, 换相转矩波动越明显。采用传统的同时开通导通相、 关闭关断相的换相方法,在很多情况下,无论如何 选择换相时间,都只能在一定程度上减小转矩波动, 等技术,对无刷直流电机的换相转矩波动进行抑制 是当前的研究热点之一 [19-27]。文献[27]根据无刷 直 流电机 特性及自抗扰控制器( ADRC)设计原则, 将电机等效为由两个非线性系统构成的积分串联型 对象,设计两个一阶自抗扰控制器,实现对电机的 双闭环控制,如图 8 所示。 而不能达到理想的效果。 图 8 抑制转矩波动的自抗扰控制框图 Fig.8 Scheme of the ADRC to reduce torque ripple 在图 8 的自抗扰控制器中,系统的外扰和内扰 处于同等地位,而扩张状态观测器能够快速地跟踪 电磁转矩输出,并给出转矩子系统的实时作用值。 对于给定的转矩参考值,转矩波动作为系统内扰, 可由扩张状态观测器实时估计,并通过调整逆变器 电压输出加以补偿,从而保证转矩输出平稳。 5 无刷直流电机无位置传感器控制 位置传感器的使用,简化了无刷直流电机的控 制复杂性,但其存在可能增大电机系统的体积与转 动惯量、 增加系统引线和降低系统可靠性,因此一 定程度上也限制了无刷直流电机在空间有限等场合 中的应用。为解决此问题,反电动势法、磁链法、 电感法及人工智能法等无位置 传感器 控制方法被提 出并逐渐应用到了无刷直流电机的控制中 [28-36]。 5.1 反电动势法 在各种无位置传感器控制方法中,反电动势法 图 7 基于模糊小生境遗传算法的电机优化设计流程 Fig.7 Flowchart of motor design optimization based on fuzzy niche genetic algorithm 4.2.1 分时换相策略分析 分时换相策略则分别控制导通相开通和关断相 是目前技术最成熟、应用最广泛的一种位置检测方 断开的时间 [1]。 (1)完全关断后开通的换相方式 :先关闭待关 闭相(t=tcut),待其电流衰减为零( t=toff),被完 全断开后再开通待开通相( t=ton),此时 tcut< toff<ton。 (2)先关闭后开通的换相方式 :先关闭待关闭 相,在其衰减为零前开通待开通相 ,此时 tcut<ton< toff。 (3)先开通再关闭的换相方式 :先开通待开通 相,再关闭待关闭相,此时 ton<tcut<toff。 法。该方法将检测获得的反电动势过零点信号延迟 30电角度,得到六个离散的转子位置信号,为逻辑 开关电路提供正确的换相信息,进而实现无刷直流 电机的无位置传感器控制。 反电动势 法的关键是如何准确检测反 电动势 过 零点,国内外众多学者对反 电动势 法已进行了深入 研究,并提出了端电压检测法、反 电动势 积分法、 反电动势 三次谐波法、续流二极管法以及线反 电动 势法等多种检测方式。 在实际应用中,需要注意在端电压检测方法中,
第 27 卷第 3 期 夏长亮等 永磁无刷直流电机及其控制 29 引入相应的相移补偿措施,解决因滤波等环节引起 智能起动法等 [35, 36]。 的端电压相位延迟问题。反 电动势 积分法中的门限 值设置问题、反 电动势 积分法和反 电动势 三次谐波 法中的积分累计误差等问题也都需要重点考虑。 5.2 磁链法 不同于反电动势法,磁链法是通过直接估计磁 链以获得转子的位置信息。由测量的电压、电流获 6 弱磁调速 无刷直流电机在基速以下运行时,经常可通过 各种形式的双闭环控制策略,并辅以 PWM 和滞环 控制等技术,获取对系统的良好控制效果 [41]。而 得电机磁链,若转子初始位置、电机参数、磁链与 在基速以上运行时(即弱磁控制状态),如电动汽 转子位置关系已知,则可由估计得到的电机磁链判 断出转子位置。 采用磁链法控制电机时,应首先确定转子起动 初始位置,以获得积分过程所必需的磁链初始值信 息。磁链法计算量较大,在低速运行时会产生误差 累计且易受电机参数变化影响。 5.3 电感法 电感法的基本原理是:首先在绕组中施加方波 电压脉冲并检测其产生的电流幅值,然后比较电流 幅值得知电感差异,最后根据电感与转子位置之间 的关系判断转子位置。 电感法对于电机静止时转子初始位置检测效果 较好,但由于无刷直流电机转子位置不同时电感差 异较小,因此该方法依赖于高精度的电流检测。 5.4 人工智能法 人工智能算法具有很强的自适应性和自学习能 力,在无刷直流电机无位置传感器控制中有较大的 应用潜力。基于人工智能算法的 转子位置检测 基本 思想是:采用 人工神经网络 、模糊策略、遗传算法 和人工免疫自适应等理论建立电机的电压、电流与 转子位置之间的关系,由测量到的电机电压、电流 信号映射出转子位置信号或直接获得绕组换相信号 [28-30, 37-40]。人工智能法 无需获取电机的准确数学模 型,因此适用于非线性系统,对实际被控对象有较 车的恒功率运行,则需进一步采用相电流提前导通、 辅助励磁、变绕组接线方式等手段来实现 [5, 42, 43]。相电流超前导通方法原理如图 9 所示,图 9a 给出了相电流超前导通模式下的相电流 i 和正常 导通模式下的相电流 i0 以及相反电动势 e 之间的相 位关系。图 9b 为不同 角下电机在基速以上的转 矩-转速特性变化趋势图。 33, (a) 电动势与电流相位关系 (b) 转矩- 转速特性曲线 图 9 相电流超前导通原理示意图 好的泛化能力。同时,该方法对参数变化和量测噪 Fig.9 Principle for advanced conduction of phase current 声具有较强的鲁棒性,可有效解决一些传统和其它 实际应用中,由于梯形气隙磁通分布的斜边区 现代控制方法难以解决的问题,并提高运动控制的 质量和效果 。高性能单片机、 DSP 的出现为该方法 提供了广阔的发展空间。 5.5 无位置传感器控制下的起动方法 域有限,所以电流超前导通方式的调速范围扩展能 力不如电励磁直流电机的磁场调节方式。同时,电 流有效值随负载变化的情况在高速时受超前导通角 的影响较大,一般超前导通角越大,电流有效值越 目前,无刷直流电机无位置传感器控制多采用 大。较大的相电流会产生较大的平均转矩,所以相 反电动势 法,但当电机静止或转速很低时,反电势 为零或很小而不易检测,因而难以实现电机的自起 应的电机转速也较高。考虑到电机运行对连续工作 电流的限制,超前导通角一般不宜超过 30º 电角度。 动。针对该问题,国内外学者提出了多种起动方法, 主要有:三段式起动法、预定位起动法、升频升压 同步起动法、高频信号注入法、电压插值起动法、
30 电 工 技 术 学 报 2012 年 3 月 7 无刷直流电机的应用与发展 7.1 应用现状 7.1.1 汽车用无刷直流电机 一辆汽车内部通常包括几十到上百台电机,随 着汽车向节能和环保方向的快速发展,无刷直流电 机在汽车中具有很好的应用前景。电机除了可作为 汽车驱动的核心部件外,还可用在汽车空调、雨刮 器、电动车门、安全气囊、电动座椅等驱动上。同 时,在纯电动汽车、混合动力汽车等驱动中,无刷 直流电机也得到了广泛应用。 7.1.2 航空航天用无刷直流电机 无刷直流电机在航空航天中的典型应用有机械 臂控制、陀螺仪与舵机驱动等,一般要求其具有良 好的高速控制精度和动态响应能力,所以相应系统 均通过闭环速度反馈进行控制,且大多采用先进控 制算法。部分航空航天用无刷直流电机,如高速离 心泵和高速摄像枪所用电机的转速能达到每分钟几 万转,需考虑高速旋转时对电机机械和电气性能的 特殊要求及其解决方法。另外,航空航天用电源的 电压等级和频率大小也与通用电源区别较大,因此 对应的电机控制系统还须考虑整流和变频驱动等电 路的特殊性,如冗余、可靠性等问题。 7.1.3 无刷直流电机在家用电器中的应用 近年来,家用电器电子驱动电机以每年约 30%的增幅发展,家用电器正朝着节能、低噪声、 智能化和高可靠性方向发展。 变频空调的兴起使得无刷 直流电机 在空调驱动 中的市场份额正逐步提高。为了节约成本和提高变 频空调压缩机控制系统的稳定性,空调 压缩机 中宜 采用无位置传感器控制方式,实际证明采用无位置 传感器控制后,不但系统 体积得到 减小,而且系统 效率也得到了提高。 盘式无刷直流电机(单定子或双定子结构)在 VCD、DVD 等家用电器的主轴驱动中也应用广泛。 电动自行车用无刷直流电机大多采用多极、外 转子结构,其技术更是成熟。纳米技术的使用,将 进一步促进电动自行车用无刷直流电机的发展,从 效率、舒适度和稳定性等各方面提高电动自行车的 整体性能。 同时,吸尘器、搅拌机、电吹风机、摄像机和 家用电风扇等其他家用电器也正在逐步采用无刷直 流电机代替先前使用较多的直流电机、单相异步电 机和变压变频( VVVF)驱动式异步电机。 7.1.4 无刷直流电机在办公自动化领域的应用 计算机外围设备和办公自动化设备用电机,绝 大部分为先进制造技术和新兴微电子技术相结合的 高档精密电机,是技术密集化产品。在硬盘驱动器、 光盘驱动器和软盘驱动器用的主轴电机,以及数码 相机、激光打印机、复印机、传真机、录音机、 LD 影碟机和碎纸机等办公设备的驱动中,无刷直流 电机已有很好的应用。 7.1.5 无刷直流电机在其他工业上的应用 目前,在民用和军用的机器人和机械臂驱动等 应用中,无刷直流电机所占比例较大。大功率的无 刷直流电机在低速、环境恶劣和有一定调速性能要 求的场合也有着很好的应用前景,如无齿轮曳引机 电梯驱动、抽水蓄能、钢厂轧机传动等,具有调速 动态响应快、跟踪误差小、静差率小和调速范围宽 等特点。除以上所涉及的应用场合,已经实用化的 无刷直流电机应用领域还包括医疗器械、纺织机械、 印刷机械和数控机床等行业。 7.2 发展趋势 7.2.1 小型化与集成化 微机电系统( MEMS)技术的发展将使电机控 制系统朝控制电路和传感器高度集成化的方向发展, 可使无刷直流电机控制系统更加简单而可靠。控制 器与电机二者融为一体,使无刷直流电机与电子技 术结合得更紧密,产品的附加值更高,整个控制系 统也将朝低成本、小型化、集成化方向发展。 7.2.2 控制器全数字化 高速微处理器及高密度可编程逻辑器件的出现, 为电机控制性能的提高提供了可靠的保证。采用单 片机或 DSP 等芯片来实现无刷直流电机的智能控制、 间接位置检测,并替代传统的 PID 模拟电路、信号 处理电路和逻辑判断电路等,实现控制器的接口通 用化和数字化是今后的发展趋势之一,这将进一步 减少系统硬件电路的体积、提高系统的可靠性和效 率。 7.2.3 绿色 PWM 控制及其高效化 低噪声和高效率是电机控制系统追求的两大目 标。为了利于人的身体健康,无刷直流电机宜使控 制的开关频率达几十 kHz 以上,从而改善电磁噪声 和电流波形。同时,利用新型功率变换器、软开关 控制等来降低开关损耗及其对电源的污染率、增加 开关寿命、并保证系统效率不变或提高的前提下, 提高驱动电路的开关频率可实现电机控制系统的绿
第 27 卷第 3 期 夏长亮等 永磁无刷直流电机及其控制 31 色 PWM 控制 [21, 44]。而在器件开关频率受限条件下, 则采用新的调制模式也是未来研究的方向之一。 7.2.4 结构新型化 目前,市场上已涌现出多种新型无刷直流电机: 无槽式与无铁心式电机、轴向磁场盘式电机、无刷 直流力矩电机、无刷直流直线电机、无刷直流有限 转角电机、低惯量无刷直流电机、无刷直流平面电 机和无刷直流球形电机等 [45-48]。随着新型导电、导 磁和绝缘材料的出现,从本体上对电机进行优化设 计以提高无刷直流电机的性能,将是今后发展的一 个重要方向。同时,与材料科学密不可分的粘结永 磁、永磁材料定向和充磁等加工技术也亟需发展。 7.2.5 控制先进化 无刷直流电机性能的改善可以通过电机本体优 化设计及电力电子装置的控制来实现,也可利用各 种先进的控制策略来完成。无刷直流电机控制系统 是典型的非线性、多变量耦合系统,基于现代控制 理论和智能控制理论的非线性控制方法,如模糊控 制、神经网络控制、变结构控制、鲁棒控制、自适 应控制等多种先进控制策略在无刷直流电机中的应 用将进一步提高控制系统的性能。特别地,在单片 机或 DSP 处理速度一定的情况下,应着力于各种控 制算法的实用化研究,从而全面推进无刷直流电机 控制系统朝小型化、数字化、智能化和高效节能的 方向发展 。 8 结论 本文对无刷直流电机控制中的关键技术进行了 论述,剖析了该电机在设计与控制中存在的若干问 题。对比国内外研究现状,宽速度调节范围内的无 位置传感器控制方式的标准化、电机控制器的智能 化及其与电机本体的一体化设计、低成本节能型驱 动器的开发等将是未来研究的重点。同时,无刷直 流电机结构优化设计、弱磁控制的扩速能力、转矩 波动的抑制等仍是需要继续深入研究的内容。另外, 如何采用新型的永磁材料代替稀土永磁,既设计出 高效率的永磁无刷直流电机,又降低其对稀土永磁 材料的依赖将是今后急需解决的重要课题。所有这 些问题的解决,将进一步推进无刷直流电机在汽车、 舰船、家用电器等行业以及国防和航空航天领域中 的广泛应用,对我国节能降耗战略的实现具有重要 意义。 参考文献 [1] 夏长亮 . 无刷直流电机控制系统 [M]. 北京: 科学出 版社, 2009. [2] Kenjo T, Nagamori S. Permanent magnet and brushless DC motors[M]. New York: Oxford University Press, 1985. [3] 夏长亮 , 张茂华 , 王迎发 , 等. 永磁无刷直流电机直 接转矩控制 [J]. 中国电机工程学报 , 2008, 28(6): 104-109. Xia Changliang, Zhang Maohua, Wang Yingfa, et al. The direct torque control for permanent magnet brushless DC motors[J]. Proceedings of the CSEE, 2008, 28(6): 104-109. identifier and [4] Xia Changliang, Guo Chen, Shi Tingna. A neural fuzzy controller based network for dynamic decoupling control of algorithm IEEE permanent magnet Transactions on Industrial Electronics, 2010, 57(8): 2868-2878. spherical motor[J]. [5] Xia Changliang. Permanent magnet brushless DC motor drives and controls[M]. Singapore: John & Wiley Inc, 2012. [6] 郭鸿浩 , 周波, 左广杰 , 等. 无刷直流电机转矩观测 与电感自适应辨识 [J]. 中国电机工程学报 , 2011, 31(33): 151-158. Guo Honghao, Zhou Bo, Zuo Guangjie, et al. Torque estimation and adaptive inductance identification for a brushless DC motor[J]. Proceedings of the CSEE, 2011, 31(33): 151-158. [7] 邹继斌 , 李建军 , 徐永向 , 等. 驱动方式对永磁无刷 2011, 直流电机损耗的影响 [J]. 电工技术学报 , 26(9): 43-47. Zou Jibin, Li Jianjun, Xu Yongxiang, et al. Influences of drive strategies on the loss of permanent magnet brushless direct current motor[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2011, 26(9): 43-47. [8] 韦鲲, 胡长生 , 张仲超 . 一种新的消除无刷直流电 机非导通相续流的 PWM 调制方式 [J]. 中国电机工 程学报 , 2005, 25(7): 104-1308. Wei kun, Hu Changshen, Zhang zhongchao. A novel PWM scheme to eliminate the diode freewheeling of the inactive phase in BLDC motor[J]. Proceedings of the CSEE, 2005, 25(7): 104-1308.
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