第5章-无刷直流电动机控制系统

无刷直流电动机控制系统伺服系统第5篇内容提要无刷直流电动机的组成结构和工作原理无刷直流电动机的基本公式和数学模型无刷直流电动机的转矩的波动无刷直流电动机的驱动控制无位置传感器的无刷直流电动机的驱动控制无刷直流电动机驱动控制的专用芯片介绍无刷直流电动机的组成结构和工作原理无刷直流电动机和一般的永磁有刷直流电动机相比，在结构上有很多相近或相似之处，用装有永磁体的转子取代有刷直流电动机的定子磁极，用具有三相绕组的定子取代电枢，用逆变器和转子位置检测器组成的电子换向器取代有刷直流电动机的机械换向器和电刷，就得到了三相永磁无刷直流电动机。无刷直流电动机的结构特点无刷直流电动机的转子位置传感器直流无刷电动机的换向原理无刷直流电动机的结构特点无刷直流电动机的转子位置传感器霍尔传感器按其功能和应用可分为线性型、开关型、锁定型三种。霍尔位置传感器必须满足以下两个条件：1)位置传感器在一个电周期内所产生的开关状态是不重复的，每一个开关状态所占的电角度应相等。2)位置传感器在一个电周期内所产生的开关状态数应和电动机的工作状态数相对应。直流无刷电动机的换向原理无刷直流电动机的基本公式和数学模型无刷直流电动机的转矩的波动对于方波电动机来说，引起波动的原因主要有以下几点：(1)齿槽效应和磁通畸变引起的转矩脉动(2)谐波引起的转矩脉动(3)电枢反应的影响(4)相电流换向引起的转矩脉动(5)由于机械加工引起的转矩波动无刷直流电动机的驱动控制无刷直流电动机的应用范围日益广泛，它已从最初的航空、军事设施应用领域扩展到工业和民用领域，目前，小功率无刷直流电动机主要用于计算机外围设备、办公室自动化设备和音响影视设备中，如软盘、硬盘、光盘的驱动，复印机、传真机、轻印刷机械、录像机、CD机、VCD机、摄像机等的驱动。开环型无刷直流电动机驱动器速度闭环的无刷直流电动机驱动器速度电流双闭环的无刷直流电动机驱动器开环型无刷直流电动机驱动器速度闭环的无刷直流电动机驱动器速度电流双闭环的无刷直流电动机驱动器无位置传感器的无刷直流电动机的驱动控制无刷直流电动机转子位置估计方法(1)反电势法(2)定子三次谐波法无位置传感器无刷直流电动机控制系统的构成无刷直流电动机驱动控制的专用芯片介绍习题和思考题5-1.无刷直流电动机的转子位置检测器有什么作用？5-2.无刷直流电动机的转子位置检测器一般有哪几种类型？5-3.根据“定子空间扇区图”来分析无刷直流电动机的换向过程。5-4.引起无刷直流电动机电磁转矩波动的原因有哪些？5-5.试推导无刷直流电动机的转子换向器的控制逻辑关系表达式。5-6.简述开环型无刷直流电动机驱动控制的原理。5-7.在速度闭环的无刷直流电动机控制系统中，如何由转子位置检测器发出的脉冲信号来得出电动机的转速？5-8.在速度、电流双闭环的无刷直流电动机控制系统中，如何检测电动机的电流信号？5-9.推导通过“拼接”来获取电流反馈信号的控制逻辑。5-10.在无位置传感器的无刷直流电动机控制系统中，可以通过什么方法来估计电动机的位置？