第二章 无刷电机控制系统分析 直流电机具有响应快速、起动转矩较大，以及从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，但直流电机的优点也正是它的缺点，因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩，则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°，这就需要碳刷及整流子.碳刷及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉，因此除了会造成组件损坏之外，使用场合也受到限制。 交流电机没有碳刷及整流子，免维护、坚固、应用广，但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术才能实现。现今半导体发展迅速，功率组件切换频率加快许多，提升了驱动电机的性能。微处理机速度亦越来越快，可实现将交流电机控制置于一旋转的两轴直交坐标系统中，适当控制交流电机在两轴电流分量，可达到类似交流电机的控制并有与直流电机相当的性能。无刷直流电机即是以电子方式控制交流电机换相，得到类似直流电机特性且结构上优于直流电机的一种电机。 2.1电机的基本原理 2.1.1稀土永磁无刷直流电机的基本结构 稀土永磁无刷直流电动机的基本构成包括电动机基体、开关电路、位置传感器三部分，如图2.1所示。
图2 .1 无刷直流电动机的组成 (1) 电机基体 稀土永磁电动机基体是由带有电枢绕组的定子和永磁转子组成。常用的有三种结构形式:转子铁心外圆粘贴瓦片形稀土永磁体;转子铁心中嵌入矩形板状稀土永磁体:转子外套上一个整体粘结稀土磁环的环形永磁体。还有一种外转子式结构，即带有稀土永磁极的转子在外，嵌有绕组的定子在里。电机运行时，外转子旋转。 (2) 开关电路 开关电路由逆变器和驱动电路组成。逆变器主电路有桥式(图2.2a)和非桥式(图2.2b)两种。电枢绕组与逆变器联接形式多种多样，但应用最广泛的是三相星形六状态(图2.2a)。驱动电路将控制电路的输出信号进行功率放大，并向各开关管送去能使其饱和导通与关断的驱动信号。 图2．2桥式(a)与非桥式
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