自1831年法拉第发现电磁感应现象、1834年雅克比发明旋转电磁铁芯直流电动机后,电动机是一种能量转换装置,这种装置的应用范围逐渐在工业生产和日常生活的各个方面大范围普及。[[[] 吴洲。 三相直流无刷电机DSP控制系统的设计[D]。 东南大学, 2006]]在电动机发展过程中,直流电动机最先被发明,并且迅速得到广为应用,直流电动机具备很多优点,包括电流、电压关系简单、调速性能较好并且运行效率高,但是直流电动机还是不够完善的,比如电机内部结构复杂、设计成本较高,特别是直流电动机电刷和机械换向器环节,在工作过程中对电机造成很大的机械结构磨损,噪声大、产生火花、易受到无线电干扰以及电机寿命短、维护难度大等致命问题限制了电机大范围的使用。[[[] 张兴全。 基于DSP的无刷直流电机控制系统研究[D]。 哈尔滨工程大学, 2008]]由于传统直流电机的种种缺陷,在人类发明交流电动机后,交流电机很快就在很多应用领域取代了传统的直流电机。 84323
为了解决传统直流电动机的致命伤,在二十世纪 30 年代,人们开始着力研制将电刷机械换相换成电子换相的直流无刷电动机(Brushless Direct Current Motor, BLDCM),并且取得了比较满意的成果,1955 年,美国D。哈利森团队首次申请了运用功率管换相代替传统的机械换相器换相的专利,这就是现如今直流无刷电机的雏形。随着电力电子工业的快速发展,许多新型的,具有高性能的功率管器件相继出现,如GTR、MOSFET、IPM、IGBT等[[[] 谢世杰。 基于DSP的无刷直流电机控制系统研究[D]。 西安电子科技大学, 2004 ]],同时以霍尔效应为控制原理的霍尔传感器,论文网以及高性能的永磁材料的发现,奠定了无刷电机广泛使用的基础。20 世纪 80 年代末,人们发现了稀土永磁质料,通过研究发现,无刷直流电机在使用了稀土之后可以十分明显的减小电机的外型尺寸,同时大大的减轻电机的重量,与此同时电机可以获得比较好的节能效果,很大程度上提升了电机的使用性能。[[[] Implementation of a Sensorless Speed Controlled Brushless DC drive using TMS320F240[J]。Texas Instrumentn1997,2]]基于以上研究,直流无刷电机材料一般都是稀土材料,这种转子由永磁稀土材料构成的直流无刷电机弥补了传统的直流电机的弊病,改善了电机外观尺寸和重量,结构简单、电磁转矩脉动小、调速性能好、维护简单。所以直流无刷电机非常适和数控设备中的驱动[[[] 陶源。 基于嵌入式实时操作系统uC/OS-II的无刷直流电机控制技术研究[D]。 重庆大学, 2010]]。