在国内,无刷电机现已应用于多种领域,其中最常见的就属于我们平常代步所用到的电动自行车。要设计出能够驱动控制电动自行车中无刷电机运行的驱动电路,必须要设计出可以使得无刷电机正常运行的控制电路模块和电源电路模块。虽然目前国内市场上大部分电动自行车所使用的电机除了无刷电机还有有刷电机,但无刷电机可减少有刷电机所造成的机械损耗并提高电机可靠性,开始迅速发展并代替有刷电机成为市场新宠儿。在国外,自二十世纪八十年代以来,电子半导体迅速发展,更多新型全控型半导体功率管逐渐被设计出来,同时一些强磁性能永磁材料也被应用到无刷电机当中,因此无刷电机得到了进一步完善和发展[4]。原联邦德国的曼内斯曼公司曾展示了一款MAC经典永磁无刷直流电机及其驱动控制系统,标志着无刷直流电机驱动控制系统开始真正应用到现实生产及设备当中[5]。二十世纪八十年代后期,H。R。博洛廷发表了一篇分析无刷直流电机运行特性和工作性能的文章,这标志着无刷直流电机方波驱动的理论已经成熟,为后续的研究提供了一个很好的理论基础[6]。82931
除此之外,在能源紧缺的今天,为了减少石油资源的利用、也为了保护我们赖以生存的环境,各国政府以及世界各汽车制造商也都十分重视电动汽车的研究。目前对无刷直流电机的研究主要包括以下几个方面:论文网
(1)转矩脉动的抑制
无刷直流电机主要用于性能较高的驱动系统,因此减少转矩脉动,改善转矩输出十分重要。为了减少无刷直流电机的转矩脉动,各国学者提出了很多有效可行的方法[7-12],采用对电机本体进行优化设计的方法(改变磁极形状,增加极弧宽度)来削弱电磁因素引起的转矩脉动;采用设置斜槽结构的方法来削弱电机齿槽引起的转矩脉动;采用交、直流侧电流反馈控制的方法来削弱电机换向引起的转矩脉动等。
(2)无位置传感器技术
随着无刷直流电机应用范围的扩大,无刷电机开始被应用于环境恶劣、小型、微型化的领域当中,因此位置传感器的存在会制约无刷直流电机的应用。目前,用于无刷直流电机的无位置传感器技术主要有[13-14]:反电势检测法、续流二极管法、电感法和状态观测法。其中应用最广泛的则为反电势法。
(3)新型控制算法
现代调速技术发展十分迅速,交流调速系统开始成为主要的调速系统之一。因而,要想提高交流调速系统的能力,寻找一种拥有良好性能的新型速度控制器势在必行。