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无刷直流电机整体的设计国内外研究现状

时间:2021-09-25 10:34来源:毕业论文
目前,国内外许多专家以及众多学者在直流无刷电机控制研究方面费了很多 精力,但都是为了研制出更高性能的直流无刷电机的伺服控制系统,随着研究成 果的不断出现,也随之发现了新

目前,国内外许多专家以及众多学者在直流无刷电机控制研究方面费了很多 精力,但都是为了研制出更高性能的直流无刷电机的伺服控制系统,随着研究成 果的不断出现,也随之发现了新的技术问题:

(1)电机本体设计 关于无刷直流电机整体的设计参数的确定至今还没有比较成熟的算法体系。72241

关于无刷直流电机的结构还有相关参数一般都是仿照交流电机得到的,但是这些 系数的正确性并不能得到世界性的认可,关于系数的正确性还需要进一步的验 证。另外无刷直流电机使用永磁体材料来代替电刷的作用,但是永磁体的安装位 置却是不固定的,所以也导致了磁场的分布比较杂乱无章,想建立数学模型比较 困难,如果仅仅利用等效磁路的方式来思考还尚有不足之处[7]。

(2)转矩脉动 关于转矩脉动一直是困扰无刷直流电机控制的一大困扰,如果转矩脉动过大

可能会影响位置控制的性能,另外对速度控制精度方面也有不小的影响,所以说 怎样从根本上解决转矩脉动的影响才是问题的重中之重。转矩脉动根据产生的原 因可以分为换流转矩脉动、齿槽效应转矩脉动、纹波转矩脉动、电枢反应产生的 转矩脉动[4]。如果要使无刷直流电机产生恒定的转矩,那么就需要求电枢电流的 电角度是 120°的矩形波,但是实际中这是很难实现的,因为换相过程中,绕组 电感的存在使得电枢电流并不能达到所期望的矩形波的数值。论文网

(3)无位置传感器 由于在系统结构中舍弃了位置传感器,这样一来使得电机的结构变得简单

化,操作也相应变的容易起来,其中反电动势检测法是无传感器系统中应用比较 广泛的一种方式[4]。

(4)起动问题 关于启动问题的存在对于无位置传感器的电机控制系统来说是一个不小的挑战,因为要想使电机启动的前提是转动转矩要达到启动值,可是在实际中往往 达不到想要的效果。目前为了解决电机启动问题的比较成功的方法有随意位置起 动法、查询起动法以及特殊位置开环起动法[4]。

(5)控制算法

传统的 PID 控制器并不适用于无刷直流电机这种非线性系统的控制。无刷 直流电机的系统是非线性的,多时变的,所以对于控制器的选择条件首先就是要 具备高精度的性能,随着以模糊控制为首的智能控制的兴起,电机的控制方式也 得到极大地改变,由于模糊逻辑控制器具有响应速度快的这个特点所以很适合用 于非线性系统的控制。所以如何利用模糊控制这一理论来实现无刷电机的调速控 制已是当务之急。

生产技术的新问题促进了科学技术的发展,而科学技术的新发现也相应的改 进了相关生产技术的改善,使得生产的控制过程更加的人性化。模糊控制作为新 兴起的学科,已经在各大控制领域展现了自己强大的魅力,并且也取得了不错的 成绩,如何更好的处理人际关系,将模糊逻辑控制思想应用在电机的控制系统上 已成为世界性话题。

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