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无刷直流电机国内外研究现状简述一、国内外研究现状简述：有刷直流电动机自出现以来，以其优良的转矩控制特性，最早应用于工农业生产领域，在运动控制领域中占据主导地位。
但是，机械换向问题一直是电流电机的一个弱点，它降低了系统的可靠性，限制了其在很多场合中的使用。
为了取代有刷直流电机的机械换向装置，人们进行了长期的探索。
1955年美国的D.Harrison首次申请用晶体管的换相线路代替有刷直流电机的机械电刷的专利，标志现代无刷直流电机的诞生。
而后又经过人们多年的努力，使科学技术飞速的发展，带来了半导体技术的飞跃，开关型晶体管的研制成功为创造新型的无刷直流电动机带来生机。
现今，无刷直流电机集电机、变速机构、检测元件、控制软件和硬件于一体，形成新一代的电动调速系统，这些使得电机的驱动电路体积更小且设计简化。
无刷直流电机的优越调速性能（主要表现在：调速方便，调速范围宽，低速性能好，运行平稳，噪音低，效率高）将使无刷直流电机的应用更加普及。
由于无刷直流电机的应用前景广阔，各国都加快对无刷直流电机新产品开发的速度和占领市场的力度，尤其美国和日本及西方国家具有较先进的无刷直流电机制造和控制技术。
因此在2004年的国际电机会议上提出了有刷电机将被无刷电机取代这一发展趋势。
在我国，无刷直流电机的发展时间较短，但随着技术的日益成熟与完善也得到了快速的发展。
我国直流无刷电机的研制工作始于二十世纪70年代初期，主要集中在一些科研院所和高等院校。
但限于我国元器件制造工艺能力水平较低，与国际相比差距较大，所以目前我国在无刷直流电机领域仍不是技术强国。
我国的无刷直流电机已在航空航天、电动车、家用电器等多个领域得到广泛应用，并在深圳、长沙、上海等地形成初具规模产业链。
并且，我国目前是世界最大的永磁体（生产无刷电机的主要原材料）生产供应基地，中国还将会成为全球最大的无刷电机生产国。
并在技术上不断推进行业发展。
但是，中国在无刷直流电机产业的发展过程中出现了不少的问题，如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；产业能耗大、环境污染严重；企业总体规模小、技术创新能力薄弱等。
无刷直流电机控制技术综述一、本文概述随着科技的飞速发展和工业自动化的深入推进，无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDCM）控制技术日益受到广泛关注。
无刷直流电机以其高效、节能、长寿命等优点，在电动工具、电动车、航空航天、机器人等领域得到广泛应用。
本文旨在对无刷直流电机控制技术进行综述，介绍其基本原理、发展历程、主要控制策略以及未来发展趋势，以期为相关领域的研究者和工程师提供有益的参考。
本文将对无刷直流电机的基本结构和工作原理进行简要介绍，为后续的控制技术分析奠定基础。
通过回顾无刷直流电机控制技术的发展历程，揭示其从简单的开环控制到复杂的闭环控制，再到智能控制的演变过程。
接着，重点介绍几种主流的无刷直流电机控制策略，包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等，并分析它们在不同应用场景下的优缺点。
还将探讨无刷直流电机在高速、高精度、高效率等方面的特殊控制需求及其解决方案。
本文将对无刷直流电机控制技术的未来发展趋势进行展望，包括控制算法的优化与创新、新型功率电子器件的应用、以及电机与控制系统的一体化设计等。
通过本文的综述，读者可以对无刷直流电机控制技术有一个全面而深入的了解，为相关领域的研究和实践提供有益的启示和指导。
二、无刷直流电机的基本原理与结构无刷直流电机（Brushless Direct Current，简称BLDC）是一种采用电子换向器替代传统机械换向器的直流电机。
其基本工作原理和结构与传统直流电机有所不同，因此在控制上也具有其独特之处。
基本原理：无刷直流电机的工作原理基于电子换向技术。
它利用电子开关器件（如功率晶体管或功率MOSFET）实现对电机电流的换向控制，从而改变了电机转子的旋转方向。
与传统直流电机相比，无刷直流电机省去了机械换向器和电刷，因此具有更高的运行效率和更长的使用寿命。
结构特点：无刷直流电机主要由定子、转子和电子换向器三部分组成。
定子通常由多极电磁铁构成，而转子则是一个带有永磁体的圆柱形结构。
无刷直流电机驱动控制综述一、引言随着微电子技术的发展和永磁材料磁性能的不断提高，永磁无刷直流电机近年来受到普遍重视，并且取得了很大的发展。
永磁无刷直流电机具有调速方便、结构简单、维护简便、电磁污染小、功率密度大等优点，在伺服系统及小功率拖动系统中得到了广泛的应用。
然而，由于电机本身结构以及馈电系统等方面的原因，无刷直流电机具有较大的转矩波动，这限制了其在精密传动和大功率驱动等系统中的应用；另外，转矩波动导致电机振动加剧，噪声增加，也影响了电机寿命。
而且位置传感器的存在不但增加了电机的自身尺寸，使内部结构变得复杂，同时也大大限制了无刷直流电机在一些系统要求较高(如卫星仪器)条件下的应用。
国内外学者针对这两个问题进行了大量的研究，提出了各种不同的解决控制方案。
二、转矩波动针对转矩波动，我国各大高校学者做了大量的研究。
1、自抗扰控制器《中国电机工程学报》2006年24期[1]夏长亮老师提出了抗扰控制器来抑制转矩脉动。
抗扰控制器是基于跟踪微分器(TD)安排过渡过程、扩张状态观测器(ESO)估计系统状态、模型和外扰由非线性反馈控制律(NLSEF)来给定控制信号的一种非线性控制器。
它通过非线性变换，将非线性结构转化为线性系统的积分串联结构，从而实现了动态系统的反馈线性化。
设有受未知外扰作用的非线性不确定对象为x(n)=f(x,ẋ,……x(n−1),t)+w(t)+bu (1)式中：f(x,ẋ,……x(n−1),t)为未知函数；w(t)为未知外扰；x(t)为量测输入；u 为控制输入；b 为控制。
输入系数。
对应的自抗扰控制器结构如图 1 所示。
图1、自抗扰控制器结构图根据永磁无刷直流电机自身特点以及自抗扰控制器的设计原则，将电机等效为由 2 个非线性系统构成的积分串联型对象，设计了 2 个一阶自抗扰控制器实现对电机的内外环控制，即外环控制转速并给出内环转矩参照值，内外控制转矩以抑制转矩波动，最终以逆变桥直流侧电压为控制输入，电角速度ω为量测输入，自抗扰控制方案如图2所示：图2、抑制转矩波动的自抗扰控制框图在自抗扰控制器中，系统的外扰和内扰处于同等地位，而扩张状态观测器能够快速地跟踪电磁转矩输出并给出转矩子系统的实时作用值。
直流无刷电动机原理及应用论文直流无刷电动机（Brushless DC Motor，BLDC）是一种基于电子通断器件控制电机旋转方向和速度的电动机。
相比于传统的直流有刷电动机，BLDC电动机具有更高的效率、更长的寿命、更低的噪音和更高的可靠性等优势，在各个领域得到广泛的应用。
本文将重点探讨BLDC电动机的工作原理和应用。
首先，BLDC电动机的工作原理。
BLDC电动机由定子和转子两部分组成。
定子上包含若干个线圈，并按照一定的序列连接在一起，形成一个三相对称的定子线圈组。
转子上则安装有永磁体，在齿轮上切割一定数量的磁极，使得转子上每个磁极的极性均相邻两个相同。
当BLDC电动机通电时，通过外部电子通断器件按照一定的顺序控制定子线圈的通断，从而形成一个旋转的磁场。
转子上的磁极受到这个旋转的磁场作用，从而顺应旋转运动，带动负载旋转。
BLDC电动机的应用非常广泛。
首先，在家用电器中，BLDC电动机被广泛应用于洗衣机、空调、冰箱等领域。
由于BLDC电动机具有高效、低噪音的特点，使得家用电器具有更好的性能和用户体验。
其次，在汽车领域，BLDC电动机被应用于新能源汽车、电动自行车等交通工具中。
BLDC 电动机通过电能转换为机械能，实现车辆的驱动，提高了汽车的能源利用率和环境友好性。
再次，在工业生产中，BLDC电动机被广泛应用于机械设备、工业机器人等领域。
BLDC电动机具有高效、精准的控制性能，提高了工业设备的生产效率和可靠性。
最后，在航空航天工程中，BLDC电动机被应用于航空器、卫星等航天器件中。
BLDC电动机具有体积小、重量轻、噪音低等特点，适用于空间有限的环境。
当然，BLDC电动机也存在一些挑战和发展方向。
首先，电子通断器件的性能和可靠性对BLDC电动机的工作效果至关重要。
当前，有关电子通断器件的研发和改进仍然是一个热门领域，需要进一步提升其性能和可靠性。
其次，BLDC电动机的功率密度和散热问题也需要解决。
随着电动车等领域对BLDC电动机功率需求的增加，如何在减小体积的同时提升功率密度和散热效果，是一个需要注意的问题。
无刷电机控制技术的研究进展综述1前言随着科学技术和工业化的快速发展,工业自动化程度的日益加深，电机的应用领域不断的扩大。
电力电子技术、微机控制技术和控制理论的发展更加促进了电机调速技术的发展.随着新的电力电子器件，高性能的数字集成电路以及先进的控制理论的应用，控制部件功能日益完善,所需的控制器件数目愈来愈少，控制器件的体积愈来愈小，控制器的可靠性提高而成本日益降低,从而使得电机的应用不再局限于传统的工业领域，而逐渐向商业，家用电器、声像设备、电动自行车、汽车、机器人、数控机床、雷达和各种军用武器随动系统等领域拓展。
[1, 15］2 国内外发展概况电机的种类很多，其中，无刷直流电机以其优越的性能成为国内外科研机构的重点研究对象。
早期国内外对直流无刷电机的研究主要致力于将更加先进的电力电子器件和材料应用于直流无刷电动机以提高它的性能。
在八十年代以后，随着磁性材料（尤其是高性能的稀土永磁材料)、电力电子器件和专用控制器的迅速发展，明显改善了直流无刷电动机特性的同时,人们又把对直流无刷电动机研究的目光转移到电子换相、稀土永磁材料以及智能控制三个方面,试图来抑制直流无刷电动机的转矩波动。
除此之外，随着电机及驱动系统的发展，控制系统趋于智能化和数字化，使得许多较复杂的控制技术得以实现。
这些控制技术的实现又进一步推动了直流无刷电机在各个工业领域更好地应用，为直流无刷电机的发展打开了广阔的前景。
[2］3无刷电机控制3.1无刷直流电机无刷直流电机与传统直流电机相比，其结构上有较大不同，无刷直流电机将传统直流电机定子上的永磁体转移到转子上，而将电枢绕组置于定子上，并采用电子换向装置取代传统直流电机的机械式电刷换向器，使无刷直流电机在运行时无换向火花和无线电干扰，长时使用无需更换电刷，电机使用寿命长。
无刷直流电机紧凑的机械结构，使其能够更容易地实现小型化。
无刷直流电机相对于交流异步电机，具有高能量密度、高效率的特点，同时具有较好的调速性能。
基于单片机的无刷直流电动机控制系统研究的文献综述2000字左右研究无刷直流电动机控制系统是电气工程领域的一个重要课题，它涉及到控制理论、电机原理、嵌入式系统等多个学科领域。
以下是一个关于基于单片机的无刷直流电动机控制系统研究的文献综述，大约2000字左右：________________________________________文献综述：基于单片机的无刷直流电动机控制系统研究1. 引言无刷直流电动机（BLDC）以其高效率、低噪音和长寿命等优点在工业和家用电器中得到了广泛应用。
而基于单片机的无刷直流电动机控制系统，作为一种先进的电机控制技术，具有成本低、响应快、可靠性高等特点，受到了研究者们的广泛关注。
2. 无刷直流电动机的工作原理无刷直流电动机是一种将电能转换为机械能的装置，其工作原理基于电磁感应和电流的相互作用。
通过在电动机中的定子和转子上安装恰当的磁铁，配合适当的控制电路，可以实现对电机转速和转矩的精确控制。
3. 基于单片机的无刷直流电动机控制系统设计基于单片机的无刷直流电动机控制系统一般由三部分组成：传感器模块、控制算法和功率放大模块。
传感器模块用于获取电机的运行状态，包括转速、位置等信息；控制算法根据传感器获取的信息计算出适当的电机控制信号；功率放大模块将控制信号放大驱动电机。
4. 常用的控制算法常用的无刷直流电动机控制算法包括电枢电流控制、感应电动机模型控制、空间矢量调制控制等。
这些控制算法在实际应用中各有优缺点，研究者们通常根据具体的应用场景选择合适的算法。
5. 实验与应用基于单片机的无刷直流电动机控制系统已经在工业自动化、电动汽车、无人机等领域得到了广泛应用。
研究者们通过实验验证了该控制系统的稳定性、精度和可靠性，并不断改进和优化控制算法，以适应不同的应用需求。
6. 结论与展望基于单片机的无刷直流电动机控制系统是电机控制领域的一个重要研究方向，其在提高电机性能、降低能耗、推动电动化技术发展等方面具有重要意义。
基于单片机的直流电机控制系统设计的文献综述随着科技的不断发展，单片机的应用越来越广泛。
在电机控制领域，单片机的应用也得到了广泛的关注。
本文综述了基于单片机的直流电机控制系统设计的相关文献，包括控制系统的设计、控制算法的选择、硬件设计和软件设计等方面。
通过对文献的分析，总结出了单片机在直流电机控制系统中的优点和缺点，并展望了未来的发展方向。
关键词：单片机、直流电机控制、控制算法、硬件设计、软件设计一、引言直流电机是一种常见的电动机，广泛应用于各种机械设备中。
在控制直流电机时，需要使用控制系统来实现对电机的转速、转向等参数的控制。
随着科技的不断发展，单片机的应用越来越广泛。
在直流电机控制领域，单片机的应用也得到了广泛的关注。
本文综述了基于单片机的直流电机控制系统设计的相关文献。
首先介绍了控制系统的设计，包括控制算法的选择、硬件设计和软件设计等方面。
然后对文献进行了分析，总结出了单片机在直流电机控制系统中的优点和缺点。
最后，展望了未来的发展方向。
二、控制系统的设计1. 控制算法的选择直流电机控制系统中常用的控制算法有PID算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等。
PID算法是一种经典的控制算法，具有简单、易于实现等特点。
模糊控制算法则能够应对非线性系统的控制问题，具有较强的鲁棒性。
神经网络控制算法则能够学习系统的动态特性，适用于非线性系统的控制。
2. 硬件设计直流电机控制系统的硬件设计包括电机驱动电路、传感器接口电路、单片机接口电路等。
电机驱动电路是直流电机控制系统中最关键的部分，常用的驱动电路包括H桥驱动电路、MOSFET驱动电路等。
传感器接口电路则用于接收电机的参数信号，常用的传感器包括编码器、霍尔传感器等。
单片机接口电路则用于连接单片机和其他模块，常用的接口包括串口、I2C接口等。
3. 软件设计直流电机控制系统的软件设计包括单片机程序设计和上位机程序设计两部分。
单片机程序设计主要是实现控制算法和控制信号的生成，并与硬件电路进行交互。
基于DsPIC33F的无刷直流电机驱动器软件设计学号：010800435 姓名：郑书淳专业：电气工程与自动化（电气方向）一、概述1、无刷直流电动机的发展及现状无刷直流电动机(Brushless DC Motor，以下简称BLDCM)是近年来随着微处理器技术、新型电力电子器件、新型控制理论的发展，以及低成本的永磁材料的出现而发展起来的一种新型直流电动机[1]。
无刷直流电机是集交流电机和直流电机优点于一体的机电一体化产品，它既具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电机运行效率高、调速性能好的特点，同时无励磁损耗。
无刷直流电动机在电磁结构上和有刷直流电动机一样，但它的电枢绕组放在定子上，转子上安装永久磁钢，电枢绕组一般采用多相形式，经逆变器接到直流电源，定子采用电子换相代替有刷电机的电刷和机械换相器，各相绕组逐次通电，在气隙中产生跳跃式的旋转磁场，与转子磁极主磁场相互作用，产生电磁转矩，使电动机连续运转。
一个多世纪以来，电动机作为机电能量转换装置，其应用范围己遍及国民经济的各个领域及人们的日常生活之中。
电动机的类型主要有交流电动机与直流电动机两种，其容量小到几瓦，大至上万千瓦。
众所周知，直流电动机具有运行效率高和调速性能好等诸多优点，但传统的直流电动机均采用电刷，以机械方法进行换相，因而存在相对的机械摩擦，由此带来了噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等致命弱点，再加上制造成本高及维修困难等缺点，从而大大限制了它的应用范围，致使目前工农业生产上，大多数均采用交流异步电动机。
针对传统直流电动机的弊病，早在20世纪30年代就有人开始研制以电子换相代替机械换相的直流无刷电动机。
经过几十年的努力，终于在60年代实现了这个愿望[1]。
在此之后，又相继出现了新型永磁材料衫钻、钦铁硼，它们具有高磁密度，高矫顽力以及高磁能积等优异磁性能，使永磁电机有了较大发展。
但是衫和钻的价格昂贵，限制了永磁无刷电机的前进步伐。
无刷直流电机控制技术综述在十九世纪电机诞生的时候，其中实用性的电机就是无刷的形式，其得到了广泛的运用，随着时代的发展，在上世纪中叶的时候晶體管诞生，直流无刷电机也随之应运而生，无刷直流电机的应用十分广泛，在各个领域都有涉猎。
标签：直流无刷电机；技术研究；控制技术0 引言經过不断的演变与发展，无刷直流电机综合了交流电机和直流电机的全部优点出现在人们的视野当中，它的出现大大的提高了生产的效率，减少了能源的消耗，得到了广泛的应用和普及。
在电机领域中，新型无刷电机的品种众多，其性能和价格都不尽相同，就其的控制来说具有多种方法。
1 无刷直流电机的特点随着科技的发展，无刷直流电机的出现代替了许多传统的电机，在各个领域都得到了广泛的应用，它具有传统直流电机的全部优点，但同时又除去了碳刷、滑环结构，它在投入使用的过程中具有速度很低的优点，这就大大的减少了用电率，虽说其速度低但其产生的功率却十分巨大，其体积小、重量轻的优点省去了减速机的超大负载量，在使用的过程中效率十分高。
由于其除去了碳刷，所以减少了很多消耗，这就使它的省电率相当高，再加上其在运作时不会产生火花，对于一些爆炸性的场所来说更具备安全性，对其的维修和保养方面来说也是十分容易的。
综合其特点来看，和其他种类的电机相比其优异性非常显著，因此，无刷直流电机凭借着其充分的优势在很多场合都发挥着重要的作用。
2 转子位置检测技术逆变器功率器在进行运转的时候，转子在进行运转的时候位置会发生改变，在其位置发生改变的同时会触发组合，使其组合的状态进行不同的改变，这就是无刷直流电机的运行原理，由此看来，想要准确的控制无刷直流电机的运行就必要确保转子的位置，与此同时还要对转子触发的功率器件组合进行相应准时的切换，想要做到这一点是相当困难的。
通过科技水平的不断提高，相关学者提出了检测转子位置的一种新的办法。
首先准备一些非磁性导电质地的材料，把这些材料粘在永磁转子的外部；其次，相关设备在工作时会使非磁性材料上产生涡流效应，进而使转子的位置发生相应的改变，最后通过观察检测电压来确定转子的位置。
《无刷直流电机控制简介》无刷直流电机控制是指采用电子晶体技术控制电机的转速、角度和力矩的一种技术。
在许多行业和应用中，无刷直流电机已经成为一种非常流行的选择。
本文将通过以下步骤介绍无刷直流电机控制的基本知识和实现方式。
1. 基本原理无刷直流电机是一种以永磁体为转子，以多相绕组电器为其驱动方式的电机。
与传统的直流电机相比，无刷直流电机不需要对转子上的电刷进行实时维护和保养，因为它们不需要物理接触，同时也提高了电机的效率和可靠性。
在驱动方面，无刷直流电机采用功率放大器将电机驱动器输出的低电平信号放大，然后将高电平信号应用到电机绕组上，以控制其转速和转向。
2. 控制方式控制无刷直流电机的方式有多种，其中最常见的是传感器和无传感器（又称为霍尔传感器和霍尔电机）。
无传感器控制方式利用电机自身的后电动势信号来测量电机的位置，以实现控制，而传统的传感器控制方式则使用霍尔传感器测量电机的转子方位，并将其位置反馈到控制器，通过对转子转向和驱动电流的调节来实现控制。
3. 控制器类型无刷直流电机控制器可以分为开环控制和闭环控制两种类型。
开环控制器基于预设的速度曲线给出电机应有的输入信号。
闭环控制器则基于反馈信息来调整输入信号，使得电机实际运转速度尽可能接近预设速度，并且能够抵抗负载变化和其它干扰。
4. 应用领域和优点无刷直流电机控制技术被广泛应用于自动门窗、空调循环、汽车动力锁车和以及工业生产线上。
相较于传统的直流电机，无刷直流电机的优点在于小体积、高效率、低噪音、低振动和长使用寿命等方面。
同时，由于其基于数字控制，无刷直流电机还可以通过编程来实现高度个性化的操作方式。
总之，无刷直流电机控制是一种能够充分发挥电子晶体技术优势的驱动技术。
掌握这种技术能使电机控制更加高效、方便、节能和可靠。
需注意的是，无刷直流电机控制并不限于以上的介绍和应用，有越多的应用领域需要不断开发和创新，许多电机控制器制造商也在不断推出新的控制技术来适应不同的应用场景。
无刷直流电机的关键技术研分析综述目录无刷直流电机的关键技术研分析综述 (1)1.1无刷直流电机的结构 (1)1.1.1电机本体 (1)1.1.2位置传感器 (2)1.2无刷直流电机的工作原理 (2)1.3无刷直流电机的数学模型 (5)1.3.1电压方程 (5)1.3.2感应电动势方程 (6)1.3.3工作特性 (6)1）启动特性 (7)2）调速原理 (7)工作条件：保持电压U=U N，保持电阻R=R a (7)1.1无刷直流电机的结构无刷直流电机本体总体结构示意图如图1.1所示。
图1.1无刷直流电动机的结构示意图其中，1为主定子、2为主转子、3为传感器定子，4为传感器转子，5为电子换向开关电路。
1.1.1电机本体电机本体在结构上与永磁同步电动机相似，是由定子和转子组成的。
图1.2无刷直流电机本机截面示意图无刷直流电动机电枢绕组放到定子上。
多相绕组与电子开关电路相连接。
绕组联结方式有两种：星型联结和三角形联结。
在电机运行过程中，定子绕组在能量转换部分扮演着主要角色。
转子是电动机的传动装置，通电后的定子绕组的合成磁场和转子产生的磁场相互作用产生转矩使得转子的转动。
由三部分组成：永磁体、支撑部件和导磁体。
永磁体和导磁体是形成磁场的核心部件，在很大程度上决定了电动机的特性。
可分为凸出式、嵌入式和插入式三种。
1.1.2位置传感器位置传感器是无刷直流电动机系统的关键部件之一，也是区别于有刷直流电动机的主要标志。
其作用是：实时检测转子的位置，将转子的位置信号转换成电信号，为主控芯片转子位置信息，使主控芯片发出正确的换相信息，以控制功率开关器件使其导通或者截止，使电动机电枢绕组中的电流能够随着转子位置的变化而按次序换相通电，气隙中形成步进式的旋转磁场，从而驱动转子连续不断地旋转。
无刷电机霍尔位置传感器是将有关外围电子元件集成在一起，组成一个有源的磁敏集成电路。
通常将霍尔芯片（一矩形半导体薄片）、放大器、温度补偿电路、电源稳压电路、输出级等制作在同一块硅片上，然后用塑料封装。
毕业设计论文电动车无刷直流电机
电动车无刷直流电机是目前电动车领域中最主流的电机类型之一、它
采用无刷直流电机技术，具有高效率、高性能和低噪音等优点。
本文将从
原理、结构、控制和应用等方面综述电动车无刷直流电机的相关内容。
一、无刷直流电机的原理
无刷直流电机是一种基于电磁学原理工作的电机。
它采用永磁体在转
子上形成永磁场，驱动定子上的绕组与永磁场之间相互作用，实现电能转
化为机械能的过程。
二、无刷直流电机的结构
无刷直流电机主要由转子、定子和控制系统组成。
转子部分包括轴、
永磁体和换向器；定子部分包括绕组和磁铁；控制系统负责监控电机的运
行状态和控制电机的转速。
三、无刷直流电机的控制
无刷直流电机的控制主要通过控制系统中的换向器来实现。
换向器根
据转子位置和速度信号，调整绕组通电顺序，使电机保持平稳运行。
同时，控制系统还可以通过调整电压和电流来控制电机的转速和扭矩。
四、无刷直流电机的应用
无刷直流电机广泛应用于电动车领域。
它具有高效率、高性能和低噪
音等优点，可以提供稳定可靠的动力输出。
同时，无刷直流电机还具有较
快的响应速度和较高的功率密度，适用于多种电动车型。
总结起来，电动车无刷直流电机是一种高效、高性能的电机技术，具有广泛的应用前景。
未来，随着技术的不断发展，无刷直流电机将继续在电动车领域发挥重要作用。
毕业设计文献综述4）电动机出力高：该电动机在体积和最高工作转速相同时，较异步电动机输出功率提高30%。
5）适应性强：电源电压偏离额定值+10%或-15%，环境温度相差40K以及负载转矩从0-100%额定转矩波动时，无刷直流电动机的实际转速与设定转速的稳态偏差，不大于设定转速的±1%。
6）无刷直流电动机是一种自控式调速系统，它无需像普通同步电动机那样需要启动绕组；在负载突变时，不会产生振荡和失步。
8）无刷直流电动机适合长期低速运转、频繁启动的场合，这是变频调速器拖动Y系列电动机不可能实现的。
四、无刷直流电动机系统的组成无刷直流电动机基本上有二种方案。
其中一种方案：由受控制的变换器和同步电动机并用，它由变换器、同步电动机、转子位置传感器和逻辑电路组成。
同步电动机是指多相(三、四、五相等)电枢绕组定子和永磁体转子。
定子可采用与传统直流电机转子非常相似的方式绕成，绕组原应接于换向器升高片的位置现由晶体管开关所代替，应用转子位置传感器和相关的逻辑电路，开关可依次接通和关断，以仿效换向器的作用，并在定子内产生了跳跃式的磁场，使永磁转子跟着旋转。
故无刷直流电动机和传统直流电动机有相同的工作原理。
无刷直流电动机的简图如下图所示。
图I 无刷直流电动机的简图1无刷直流电动机（BLDCM）由电动机本体和驱动器构成，是一种典型的机电一体化产品。
2 电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。
电动机转子由钕铁硼等永磁材料构成。
在定转子形成的气隙中产生N-S极相间的方波磁场，所以也把这种电动机称为“方波电动机”。
为了使电动机绕组准确换向，在电动机内装有位置传感器，。
电机控制方法的综述与比较电机控制方法是指通过控制电机的电流、电压和频率等参数来实现电机的启动、运转、停止和调速等控制过程。
随着科技的不断进步，电机控制方法在工业生产中的应用越来越广泛，不同的电机控制方法具有不同的特点和适用范围。
本文将对几种常见的电机控制方法进行综述与比较，以帮助读者更好地了解和选择适合自己需求的电机控制方法。
1. 直流电机控制方法直流电机控制方法是最早应用的电机控制方法之一。
它通过改变直流电机的电流或电压来控制电机的转速和转矩。
直流电机控制具有精度高、调速范围广、响应快等特点，在工业生产中得到广泛应用。
常见的直流电机控制方法包括电阻调速、电枢反接、定子反接、强磁调速等。
直流电机控制方法在精密仪器、机器人、电动车辆等领域具有重要地位。
2. 感应电机控制方法感应电机控制方法是目前工业生产中最常用的电机控制方法之一。
它通过改变感应电机的电压、电流和频率等参数来控制电机的转速和转矩。
感应电机控制方法具有结构简单、可靠性高、维护成本低等优点，广泛应用于传输、压缩、提升等工业领域。
常见的感应电机控制方法包括电压调制控制、矢量控制、直接转矩控制等。
感应电机控制方法在电梯、通风设备、水泵等领域得到广泛应用。
3. 无刷直流电机控制方法无刷直流电机控制方法是近年来出现的新型电机控制方法。
它与传统的带刷直流电机相比，无刷直流电机具有无刷、高效、寿命长等优点。
无刷直流电机控制方法通过改变无刷直流电机的电流、电压和频率等参数来控制电机的转速和转矩。
常见的无刷直流电机控制方法包括电压调制控制、磁场定向控制等。
无刷直流电机控制方法在工业自动化、电动工具、家用电器等领域应用广泛。
4. 步进电机控制方法步进电机控制方法是一种精密定位控制方法，主要应用于需要高精度位置控制和定量运动的设备。
步进电机控制方法通过改变步进电机的相序、脉冲频率和脉冲数等参数来控制电机的转动角度和速度。
步进电机控制方法具有定位精度高、结构简单、可靠性强等特点，广泛应用于3D打印机、纺织机械、数控机床等领域。
直流⽆刷电机控制器 ⼩功率低成本的⽆刷直流电动机控制器研制摘要：针对电动助⼒车与压缩机电机的特点，对其驱动控制进⾏了研究，提出了⼀种⾼效低价的⼩型控制器的设计。
主要介绍以专⽤控制芯⽚MCC33035、MC33039、IR2130为核⼼构成的永磁⽆刷直流电动机控制器结构，主要涉及核⼼控制电路的构成、功率开关元件的驱动以及必要的保护措施。
1 永磁⽆刷直流电动机是近年随着电⼒电⼦器件及新型永磁材料发展⽽迅速成熟起来的⼀种新型机电⼀体化电机，既具有交流电机的结构简单、运⾏可靠、维护⽅便等优点，⼜具备直流电机那样固有的优越的起动性能和调速特性，⽽⽆机械式换向机构，现以⼴泛应⽤于各种调速驱动场合，其应⽤前景看好，尤其从当今的环保、能源、效率等综合因素出发，⽔磁⽆刷直流电机可望在未来的电动车及冰箱或空调类永磁压缩机领域占有主导地位。
永磁⽆刷直流电动机控制器结构已有多种形式，有最初复杂的模拟式到近来以单⽚机为核⼼的数字式，但新型电机控制专⽤芯⽚的出现，给⽆刷直流电机调速装置设计带来了极⼤的便利，这种集成模拟控制芯⽚控制功能强、保护功能完善、⼯作性能稳定，组成的系统所需外围电路简单、抗⼲扰能⼒强、特别适⽤于对控制器体积、价格性能⽐要求较⾼的场合。
2 ⽆刷直流电机的驱动控制电路⽆刷直流电动机功率开关电路⼀般采⽤桥式或⾮桥式驱动，由于三相星形桥式驱动⽅式，其绕组利⽤率较⾼、⼒矩波动⼩，因⽽被⼤量采纳。
图1 是其⼯作原理图，对压缩机类负载，其输⼊可采⽤220V／50HZ市电输⼊、⼆极管单相全桥整流、电容滤波后得到；⽽对电动车其直流电源⼀般均为蓄电池。
图中主回路功率器件选⽤POWER-MOSFET，驱动电路采⽤IR公司⽣产的六输出⾼压MOS栅极驱动器IR2130。
MC33035是MOTOROLA公司研制的第⼆代⽆刷直流电机控制专⽤集成电路，加上⼀⽚MC33039电⼦测速器将转⼦位置信号进⾏F／V转换，形成转速反馈信号，即可构成转速闭环调节系统。
文献综述
电气工程及自动化
无刷直流电机控制器的综述
摘要：实现由专用集成芯片及外围电路构成的一种体积小、结构紧凑、调试方便的无刷
直流电机控制器，实现电机的正反转，并分析了各部分的电路结构。
关键词: MC33035; MC33039;无刷直流电机;控制器;
1引言
无刷直流电机是随着大功率开关器件、专用集成电路、稀有永磁材料、微机、新型控制理论及电机理论的发展而迅速发展起来的一种新型电动机，它比交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等优点，又具备直流电动机运行效率高、无励磁损耗、调速性能好等特点，因此在当今国民经济的各个领域(如医疗器械、仪器仪表、化工、轻纺以及家用电器等方面) 的应用日益普及。
2无刷电机的控制结构及原理
所谓无刷直流电动机是利用半导体开关电路和位置传感器代替电刷和换向器的直流电动机，也就是，它是把电刷与换向器的机械整流变换为霍尔元件与半导体功率开关元件的电子整流。
无刷直流电机由转子和定子两部分组成，转子用永磁材料制成，构成永磁磁极，定子由绕组和铁芯组成，定子铁芯由导磁硅铁片迭压而成，其周上均匀分布的槽中嵌放有很多相电枢绕组。
直流无刷驱动器包括电源部及控制部：电源部提供三相电源给电机，控制部分需要转换输入电源频率。
图一
电源部可以直接以直流电输入(一般为24V)或以交流电输入(110V/220 V)，如果输入是交流电就得先经转换器转成直流。
不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈前须先用换流器将直流
电压转换成3 相电压来驱动电机，换流器一般由6个功率晶体管分为上臂(A+、B+、C+)臂(A-、B-、C-）连接电机作为控制流经电机线圈的开关。
控制部则提供PWM(脉冲宽度调制)决定功率晶体管开关频度及换流器换相的时机。
直流无刷电机一般希望使用在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制，所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器作为之闭回路控制，同时也作为相序控制的依据。
要让电机转动起来，首先控制部就必须根据hall-sensor 感应到的电机转子目前所在位置，然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器(inverter)中功率晶体管的顺序，如下（图二）inverter 中之AH、BH、CH(这些称为上臂功率晶体管)及AL、BL、CL(这些称为下臂功率晶体管)，使电流依序流经电机线圈产生顺向(或逆向)旋转磁场，并与转子的磁铁相互作用，如此就能使电机顺时/
逆时转动。
当电机转子转动到hall-sensor 感应出另一组信号的位置时，控制部又再开启下一组功率晶体管，如此循环电机就可以依同一方向继续转动直到控制部决定要电机转子停止则关闭功率晶体管(或只开下臂功率晶体管)；要电机转子反向则功率晶体管开启顺序相反。
图二
基本上功率晶体管的开法可举例如下：
AH、BL 一组→AH、CL 一组→BH、CL 一组→BH、AL 一组→CH、AL 一组→CH、BL 一组，但绝不能开成AH、AL 或BH、BL 或CH、CL。
此外因为电子零件总有开关的响应时间，所以功率晶体管在关与开的交错时间要将零件的响应时间考虑进去，否则当上臂(或下臂)尚未完全关闭，下臂(或上臂)就已开启，结果就造成上、下臂短路而使功率晶体管烧毁。
当电机转动起来，控制部会再根据驱动器设定的速度及加/减速率所组成的命令(Command)与hall-sensor 信号变化的速度加以比对(或由软件运算)再来决定由下一组(AH、BL 或AH、CL 或BH、CL 或……)开关导通，以及导通时间长短。
速度不够则开长，速度过头则减短，此部份工作就由PWM 来完成。
PWM 是决定电机转速快或慢的方式，如何产生这样的PWM 才是要达到较精准速度控制的核心。
高转速的速度控制必须考虑到系统的CLOCK 分辨率是否足以掌握处理软件指令的时间，另外对于hall-sensor信号变化的资料存取方式也影响到处理器效能与判定正确性、实时性。
至于低转速的
速度控制尤其是低速起动则因为回传的hall-sensor 信号变化变得更慢，怎样撷取信号方式、处理时机以及根据电机特性适当配置控制参数值就显得非常重要。
或者速度回传改变以encoder 变化为参考，使信号分辨率增加以期得到更佳的控制。
电机能够运转顺畅而且响应良好，P.I.D.控制的恰当与否也无法忽视。
之前提到直流无刷电机是闭回路控制，因此回授信号就等于是告诉控制部现在电机转速距离目标速度还差多少，这就是误差(Error)。
知道了误差自然就要补偿，方式有传统的工程控制如P.I.D.控制。
但控制的状态及环境其实是复杂多变的，若要控制的坚固耐用则要考虑的因素恐怕不是传统的工程控制能完全掌握，所以模糊控制、专家系统及神经网络也将被纳入成为智能型P.I.D.控制的重要理论。
3 专用控制芯片简介
MC33035是一个采用24脚封装的双列直插式集成电路，是高性能的单片直流无刷电机控制系列芯片之一，它内部具备实现一个有限特征、开环、三相或四相电动机控制系统所需要的全部功能，采用双极性模拟工艺制造，可在任何恶劣的工业环境条件下保证高品质和高稳定性。
图三
用3个霍尔集成电路作为转子位置传感器, 信号经4、5、6 脚输入MC33035, 由译码电路转换为6路驱动输出, 3路上侧驱动输出为1、2、24 脚, 下侧驱动输出为19、20、21引脚。
另外, 用8脚参考电压作为它们的电源, 由3脚逻辑电平来确定电动机转向, 电机的起动停止是由7 脚使能端实现, 23 脚为高电平时,电机进行制动操作, 由22脚进行传感相位差的选择。
电子测速器件MC33039
MC33039是一个8脚双列直插窄式集成电路块，是为无刷直流电动机闭环速度控制专门设计的集
成电路，采用MC33039，系统不必再使用较高价格的电磁式或光电式测速机，就可实现精确的调速控制，直接利用三相无刷直流电动机转子位置传感器的三个输出信号，并经F/V将其变换成正比于电动机转速的电压。
1、2、3脚直接利用电机转子位置传感器3个输出信号, 经变换后形成与电机转速相关的信号从5脚输出。
图四
三相逆变桥功率模块MPM3003
MPM3003是一种三相逆变桥功率模块，包括三个P沟道和三个N沟道功率MOSFET。
MPM3003采用12脚塑料封装，其内部集成了6个MOSFET。
4 电机正反转功能的实现
无刷直流电机不能简单地通过改变绕组连接或逻辑输出信号的相序来实现电动机的反转，当电动机需要正反转时，应采用可逆换相控制，即控制电路中包括正、反向两组换相逻辑。
在正向逻辑中，每相位置传感器超前该相绕组的电角度60°，开通角θ为30°电角度，即霍尔信号滞后相反电动势过零点30°电角度开关动作。
当转子反转时，霍尔信号滞后变为了超前相反电动势过零点30°电角度，同时三组霍尔信号的相序也发生了变化，上桥臂功率管的驱动信号与正向逻辑时的下桥臂功率管的驱动信号相一致；而下桥臂功率管的驱动信号与正向逻辑时上桥臂功率管的驱动信号相一
致。
两相导通状态图
5结论
MC33035 可方便地用来控制无刷直流电动机，其外围电路简单，控制功能强，保护功能完善；易于调试，通用性好且成本低。
它不仅可控制无刷直流电动机，也可以用于有刷直流电动机的控制驱动，并保持全面的控制功能。
对于更高电压的功率驱动，可通过电平转换驱动电路实现。
特别是MC33035 还具有工业级应用温度范围，用于工作环境恶劣，对控制器体积、性价比要求较高的场合，已广泛用于各种调速驱动场合，毫无疑问，其应用前景将是十分广阔的！
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