无刷直流电动机的发展现状资料

1 绪论无刷直流电机[1]（Brushless DC Motor ,简称BLDCM）用电子换相取代了直流电机的机械换相，把永磁材料做成转子，省去了电刷，因而它具有很强的生命力。

无刷直流电机的驱动电路能比较容易的获得方波，反馈装置简单，功率密度高，输出转矩大，控制结构简单，使得BLDCM的应用比直流电机要广泛得多。

1.1 课题研究目的与意义一个世纪以来，电机作为机电能量转换装置，其应用已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活中。

众所周知，直流电机具有运行效率高和调速性能好等诸多优点，但是传统的直流电机均采用电刷，以机械方法进行换向，因而存在机械摩擦，由此带来噪声、电火花、无线电千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，从而大大地限制了它的应用范围，致使目前工农业生产上，大多数采用三相异步电机。

无刷直流电机既具备传统直流电机运行效率高、调速性能好、无励磁损耗的优点，又具有结构简单、运行可靠、维护方便等独特的优势，特别是与传统直流电机相比，无刷直流电机不采用电刷进行换相，因而不存在机械换相带来的诸多缺点，故在许多高科技领域中应用越来越广泛。

在军事装备领域，使用无刷直流电机能更好地满足快响应、高精度的要求。

对常规武器如雷达的天线控制系统、高射武器的自动跟踪系统等，这些随动系统必须具备很高的角速度、角加速度和很高的跟踪精度，快速跟踪和准确定位是两个重要的技术指标，其控制器的好坏直接影响着装备战术技术性能，因此，如何使随动系统具有稳定性好、可靠性高、响应速度快、跟踪精度高等特点成为研究随动系统的关键。

近十年来，用高新技术武装的各种新型武器如战术导弹、隐形飞机、武装直升机等空中武器不断涌现，其目标识别能力、隐蔽程度、目标命中精度均大大提高，这给武器随动系统提出了新的要求。

在民用领域，随着现代电力电子技术、传感器技术、精密机械技术、自动控制技术以及人工智能技术等高新技术的发展，对电动机的要求从过去简单的提供动力发展到精确控制，从而促进了电动机与电子产品紧密结合的机电一体化产品的发展，如激光加工、机器人、数控机床、柔性制造系统等。

两相无刷直流电机
两相无刷直流电机是一种新型的电机，它采用了无刷电机的技术，同时又具有两相传动的特点。

这种电机具有高效、低噪音、低振动、高速度、高精度等特点，被广泛应用于工业自动化、机器人、医疗设备、家用电器等领域。

两相无刷直流电机的原理是利用电子换向技术，通过电子换向器控制电机的转速和转向。

相对于传统的有刷直流电机，两相无刷直流电机没有刷子，因此摩擦和磨损更少，寿命更长。

同时，它还可以实现高速运转，最高转速可达几万转每分钟，适用于高速运动和精度要求高的场合。

两相无刷直流电机的优点还包括响应速度快、效率高、启动和制动灵活、负载性能好等。

在工业自动化领域，它可以作为机器人的驱动器，实现复杂的运动控制。

在医疗设备领域，它可以用于手术机器人、医用电动床等设备，提高精度和安全性。

在家用电器领域，它可以用于电动工具、风扇、净化器等电器，提高产品的性能和寿命。

两相无刷直流电机的设计和制造需要精密的技术和设备。

它的结构复杂，需要考虑到电子换向器、转子、定子、磁铁、轴承、传感器等方面的问题。

同时，还需要对温度、湿度、震动等环境因素进行考虑，以确保电机的正常运行和寿命。

两相无刷直流电机是一种具有广泛应用前景的电机，它具有高效、低噪音、低振动、高速度、高精度等特点，被广泛应用于工业自动化、机器人、医疗设备、家用电器等领域。

它的设计和制造需要精密的技术和设备，同时还需要考虑到各种环境因素的影响。

用途永磁直流电机是用永磁体建立磁场的一种直流电机。

永磁直流电机广泛应用于各种便携式的电子设备或器具中，如录音机、VCD机、电唱机、电动按摩器及各种玩具，也广泛应用于汽车、摩托车、电动自行车、蓄电池车、船舶、航空、机械等行业，在一些高精尖产品中也有广泛应用，如录像机、复印机、照相机、手机、精密机床、银行点钞机、捆钞机等。

在舞台灯光方面，永磁直流电机，特别是小型永磁直流齿轮电机的用量非常大。

计算机行业中的打印机、扫描仪、硬盘驱动器、光盘驱动器、刻录机、冷却风扇等都要用到大量的永磁直流电机。

汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、打气泵更是用到各种永磁直流电机。

宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机等都用到永磁直流电机、在武器装备中，永磁直流电机广泛应用于导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。

在工农业方面，永磁直流电机也广泛用于电气和自动化控制及仪器仪表中。

在医用方面，永磁直流电机用处更不小，如医用的各种仪器、手术工具，如开脑手术中的电动锯骨刀，特别是野外手术中的各种仪器基本上都是用的永磁直流电机。

在残疾人用品方面，如机械手、残疾车等都用到永磁直流电机。

在生活方面，用处更多，连牙刷也用永磁直流电机做成电动牙刷了。

永磁直流电机的应用真是举不胜举，可以说是无处不在。

随着时代的发展，永磁直流电机的应用会更多，原先用交流电机的许多场合均被永磁直流电机所替代。

特别是出现永磁无刷电机后，永磁直流电机的生产数量在不断地上升。

我国每年生产的各种永磁直流电机大达数十亿台以上，生产永磁直流电机的厂家不计其数。

特点1、可替代直流电机调速、变频器+变频电机调速、异步电机+减速机调速；2、具有传统直流电机的优点，同时又取消了碳刷、滑环结构；3、可以低速大功率运行，可以省去减速机直接驱动大的负载；4、体积小、重量轻、出力大；5、转矩特性优异，中、低速转矩性能好，启动转矩大，启动电流小；6、无级调速，调速范围广，过载能力强；7、软启软停、制动特性好，可省去原有的机械制动或电磁制动装置；8、效率高，电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗，消除了多级减速耗，综合节电率可达20%~60%。

三相直流无刷电机芯片三相直流无刷电机芯片是一种以三相绕组作为驱动力的无刷电机控制芯片，其具有体积小、效率高、使用方便等优点，被广泛应用于无刷电机驱动系统中。

本文将详细介绍三相直流无刷电机芯片的工作原理、应用领域、市场现状和发展趋势等方面内容，以帮助读者更好地了解和理解这一领域的技术和产品。

一、工作原理三相直流无刷电机芯片主要由功率放大器、PWM信号处理器、电流检测电路和速度反馈回路组成。

其工作原理如下：1. 电流检测电路通过检测每相绕组的电流大小和方向，并将这些信息反馈给PWM信号处理器。

PWM信号处理器根据电流检测电路的反馈信号和速度反馈回路的信息，控制功率放大器输出的PWM信号的占空比，进而控制电机的转速和转矩。

2. 速度反馈回路通过检测电机的转子位置和转速，并将这些信息反馈给PWM信号处理器。

PWM信号处理器根据速度反馈回路的信息，调整输出的PWM信号的占空比，以使电机的速度保持在设定值。

3. 功率放大器将PWM信号放大后，经过驱动电路输出给电机的三相绕组，驱动电机进行工作。

通过以上工作原理，三相直流无刷电机芯片实现了对电机速度和转矩的精确控制，保证了电机的高效率和稳定性。

二、应用领域三相直流无刷电机芯片广泛应用于各种无刷电机驱动系统中，如家用电器、汽车电动车、工业自动化设备、航空航天等领域。

具体应用如下：1. 家用电器：三相无刷电机被广泛应用于空调、冰箱、洗衣机、吸尘器等家电产品中，其通过无刷电机芯片的精确控制，实现了电机的高效率和低噪音。

2. 汽车电动车：随着汽车行业的智能化和环保化发展，三相无刷电机在汽车电动车的驱动系统中扮演着重要角色，通过电机芯片的控制，实现了汽车的高速稳定运行。

3. 工业自动化设备：在工业自动化领域，三相无刷电机应用广泛，如数控机床、输送机、包装机等设备，其通过电机芯片的精确控制，提高了设备的生产效率和品质。

4. 航空航天：在航空航天领域，三相无刷电机被用于飞机、卫星等设备中，其通过电机芯片的稳定控制，保证了设备的可靠性和安全性。

摘要无刷直流电机是以电子换相来代替机械换相的直流电机，它保持了直流电机的优良特性，具有较好的启动和调速性能，而且它无需机械换向器，结构简单，可以从根本上克服有刷直流电机易于产生火花的弊病，因此在航天、机器人、数控机床、以及医疗器械、仪器仪表、家用电器等方面得到广泛应用。

但是，无刷直流电机运行中存在的转矩脉动问题对实现精确的位置控制和高性能的速度控制存在较大影响。

本文重点研究电机转矩调速技术及其MATLAB 仿真。

文章首先介绍了无刷直流电机的工作原理、导通方式，并通过对数学模型的分析建立了无刷直流电机的MATLAB的PID调速系统模型并调用S-函数进行了仿真，验证了模型的可行性。

关键词：无刷直流电机；转矩调速；MATLAB；PID；S-函数ABSTRACTBrushless DC motor based on electronic commutation instead of mechanical commutation of DC motor, it maintained the excellent characteristics of DC motor, and has a good performance of starting and rotate-speed adjustment, and it need not mechanical commutation, the structure is simple, can fundamentally overcome a brushed DC motor prone to spark the evils, so in space, the robot, NC machine tools, and medical equipment, instruments and meters, household appliances, etc widely used.But, brushless DC motor problems in the operation of the torque ripple of to achieve precise position control and high-performance speed control exist great influence. This paper mainly studies the brushless DC motor(BLDCM) torque speed controlling technology and its MATLAB simulation.This article first of brushless DC motor working principle, conduction mode of mathematical model, and then through the analysis of brushless DC motor established the MATLAB PID speed regulation system model and simulation, which validated the feasibility of the model.Keywords brushless DC motor(BLDCM);rotate-speed; torque speed-controlling; MATLAB; PID;S-function目录1 绪论 (1)1.1 无刷直流电机技术的发展及现状 (1)1.2 无刷直流电机的技术问题及其解决技术 (3)1.3 论文研究的主要问题 (5)2 无刷直流电机的构成及基本工作原理 (6)2.1 无刷直流电机电路的基本组成环节 (6)2.2 无刷直流电机的导通方式及基本工作原理 (7)2.3 本章小结 (10)3 无刷直流电机的数学模型 (11)3.1 无刷直流电机的数学模型及其基本关系式 (11)3.2 本章小结 (14)4 无刷直流电机的仿真模型及其验证 (15)4.1 仿真软件介绍 (15)4.2 S-函数简介及使用 (16)4.3 仿真建模及实现 (19)4.4 仿真验证及结果记录 (27)4.5 仿真结果分析 (27)4.6 本章小结 (28)结束语 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录 (32)1绪论1.1 无刷直流电机技术的发展及现状1.1.1无刷直流电机的发展及分类无刷直流电机已有四十余年的发展历史，最初是相对于具有机械电刷的传统的直流电机而言的。

无刷直流电动机简介和基本工作原理无刷直流电动机简介和基本工作原理无刷直流电动机简介直流无刷电机:又称“无换向器电机交一直一交系统”或“直交系统”。

是将交流电源整流后变成直流，再由逆变器转换成频率可调的交流电,但是,注意此处逆变器是工作在直流斩波方式。

无刷直流电动机Brushless Direct Current Motor ,BLDC,采用方波自控式永磁同步电机,以霍尔传感器取代碳刷换向器,以钕铁硼作为转子的永磁材料;产品性能超越传统直流电机的所有优点,同时又解决了直流电机碳刷滑环的缺点,数字式控制,是当今最理想的调速电机。

无刷直流电动机具有上述的三高特性,非常适合使用在24小时连续运转的产业机械及空调冷冻主机、风机水泵、空气压缩机负载;低速高转矩及高频繁正反转不发热的特性，更适合应用于机床工作母机及牵引电机的驱动;其稳速运转精度比直流有刷电机更高,比矢量控制或直接转矩控制速度闭环的变频驱动还要高,性能价格比更好,是现代化调速驱动的最佳选择。

基本工作原理无刷直流电动机由同步电动机和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。

同步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。

而转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。

驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等无刷直流电动机的位置传感器编码使通电的两相绕组合成磁场轴线位置超前转子磁场轴线位置，所以不论转子的起始位置处在何处，电动机在启动瞬间就会产生足够大的启动转矩，因此转子上不需另设启动绕组。

由于定子磁场轴线可视作同转子轴线垂直，在铁芯不饱和的情况下，产生的平均电磁转矩与绕组电流成正比，这正是他励直流电动机的电流—转矩特性。

一、电动机制造行业定义与分类（一）电动机制造行业定义电动机是指交流或直流电动机及零件。

它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。

根据国标《国民经济行业分类》（GB/T 4754-2011），中国把电动机制造归入电气机械及器材制造业（国统局代码C38）中的电机制造（C381），其统计4级码为C3812。

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：国家统计局对于电动机制造行业的分类资料来源：前瞻产业研究院整理（二）电动机制造行业主要产品分类从行业的产品分类来看，电动机产品主要包括：图表错误!未指定书签。

：电动机产品分类资料来源：前瞻产业研究院整理二、电动机制造行业发展环境分析（一）电动机制造行业政策环境分析近年来，国家有关部门相继出台了与电动机相关的政策法规，这些政策法规的出台，必将对电动机制造行业产生一定的影响。

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：电动机制造行业相关政策法规格资料来源：前瞻产业研究院整理此外，与电动机制造相关的行业的“十二五”规划也将对电动机制造行业的发展产生影响。

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：电动机制造相关行业的发展规划规划与电动机制造业相关内容生产和制造上对于电动机制造行业的发展提出了更高的要求。

资料来源：前瞻产业研究院整理（二）电动机制造行业技术环境分析1、行业技术活跃程度分析（1）专利申请数量变化情况从我国电动机制造专利技术总体申请量变化趋势来看，1990年之前，专利数量在100个左右，是该技术的起步阶段；1991年开始，电动机制造技术步入成长期，每年新申请的专利技术数量呈上升趋势，2009年突破1000个，2011年达到1514个。

截至2013年3月，我国电动机制造专利申请数量为7个。

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：1985-2013年电动机制造行业相关专利申请数量变化图（单位：个）资料来源：前瞻产业研究院整理（2）专利公开数量变化情况从我国电动机制造专利技术总体公开量变化趋势来看，1985-1987年公开数量均在100个以下，1988年开始大幅提高，此后呈上升趋势，2012年公开了1691个，截至2013年3月公开数量达到728个。

目录一、前言二、系统方案设计1、系统设计要求 (2)2、系统总体框架 (3)3、主电路供电方案选择 (3)4、逆变电路的选择 (4)三、基于MC33035的无刷直流电动机调速系统 (5)1、MC33035无刷直流电动机控制芯片 (5)2、基于MC33035的无刷直流电动机调速系统设计 (7)四、无刷直流电机调速系统的MATLAB仿真 (9)1、电源、逆变桥和无刷直流电机模型 (10)2、换相逻辑控制模块 (10)3、PWM调制技术 (14)3.1、等脉宽PWM法 (16)3.2、SPWM(Sinusoidal PWM)法 (16)4、控制器和控制电平转换及PWM发生环节设计 (17)5、系统的仿真、仿真结果的输出及结果分析 (18)5.1、起动，阶跃负载仿真 (18)5.2、可逆调速仿真 (20)一、前言无刷直流电机的发展直流电动机由于其在运动控制领域的卓越扭矩特性已得到广泛应用，与传统的直流电动机和机械毛刷，可靠性差的需要，减刑会产生电磁干扰，噪声，火花，无线电干扰和寿命短的致命弱点，具有较高的生产成本和维修问题的严重影响，如联合直流电动机控制系统的进一步发展的弊端。

随着社会生产力，人民生活水平不断提高的发展，他们不断开发新类型的电机。

科学技术的进步，新兴技术和新材料，同时也进一步推动电动汽车将继续推出新产品。

对于传统的直流电机，只要30年早在20世纪的上述缺点，人们开始开发一个电子交流始终以取代无刷直流电动机刷机，并提出相应数量的结果。

但是，这只是高功率处于发展的初级阶段的电子设备，没有找到理想的电子换向元件。

使这个运动只能停留在实验室研究阶段，没有推广。

1955年，美国四哈里森，谁首先提出了晶体管使用该电机接替该专利申请的机械换向器，这是现代无刷直流电动机的原型。

但是，因为没有马达的起动转矩，使其不能成为产品。

后来，经过多年的艰苦工作的人，终于由霍尔元件实现无刷直流电动机换意味着在1962年来，创造了直流无刷电机产品的时代。

第一章直流电动机简介1.1直流电动机的发展近三十年来针对异步电动机变频调速的研究，归根到底是在寻找控制异步电动机转矩的方法，稀土永磁无刷直流电动机必将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。

无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的，这一渊源关系从其名称中就可以看出来。

有刷直流电动机从19世纪40年代出现以来，以其优良的转矩控制特性，在相当长的一段时间内一直在运动控制领域占据主导地位。

但是，有机械接触电刷-换向器一直是电流电机的一个致命弱点，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动机的机械换向装置，人们进行了长期的探索。

早在1917年，Bolgior就提出了用整流管代替有刷直流电动机的机械电刷，从而诞生了无刷直流电机的基本思想。

无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性,同时也是频率变化的装置,所以又名直流变频,国际通用名词为BLDC.无刷直流电机的运转效率,低速转矩,转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好,所以值得业界关注.本产品已经生产超过55kW,可设计到400kW,可以解决产业界节电与高性能驱动的需求。

我国对无刷直流电动机的研究起步较晚。

1987年，在北京举办的联邦德国金属加工设备展览会上，SIEMENS和BOSCH两公司展出了永磁自同步伺服系统和驱动器，引起了国内有关学者的广泛注意，自此国内掀起了研制开发和技术引进的热潮。

经过多年的努力，目前，国内已有无刷直流电动机的系列产品，形成了一定的生产规模。

1.2直流电机的结构直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。

直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。

运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕阻、换向器和风扇等组成。

浙江大学硕士学位论文永磁无刷直流电机恒功率弱磁控制研究姓名：华强申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：贺益康20040301摘要Ｙ５８１２２２永磁无刷直流电动机体积小，功率密度高，控制性能好，效率很高，在工业、车辆、家电、计算机及军事等诸多领域得到广泛应用，尤其在电动车应用领域倍受青睐，是当前电动车电动机研发的热点。

可以预见，随着永磁材料和电力电子器件的价格的进一步降低，以及无刷直流电机驱动的理论研究和实践应用的不断完善和提高，永磁无刷直流电机及其控制系统将在很多场合有广泛的应用前景。

本文通过大量的文献资料阅读，在对永磁无刷直流电机的发展和现状有了一个整体了解的基础上，针对复合式转子结构永磁无刷直流电机研制了一套弱磁恒功率控制系统，提出一种“双模控制”的控制策略，成功的实现了基速以下恒转矩控制，基速以上弱磁恒功率控制。

本文的主要内容包括：首先介绍了永磁无刷直流电机的应用现状和基本原理，以及永磁无刷直流电机弱磁恒功率控制运行机理和难点；其次，对采用复合式永磁无刷直流电机本体的弱磁控制，详述了其本体结构和接套控制系统，给出了硬件电路和软件编程，提出了相关控制策略；最后，系统成功运行，获得了相关实验数据和波形，验证了控制策略和系统设计的正确性。

关键词：永磁无刷直流电机，弱磁，复合式转子，双模控制妻釜瓷羚矧１ａ惫ＡＢＳＴＲＡＣＴＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔＢｌｕｓｈｌｅｓｓＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔＭｏｔｏｒ（ＰＭＢＬＤＣＭ）ｈａｓｂｅｅｎｐａｉｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐａｓｔｔｗｏｄｅｃａｄｅｓｂｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｉｎｔｈｅｍｏｔｏｒａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｉｅｌｄｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ，ｓｍａｌｌｃｕｂａｇｅ，ｇｒｅａｔｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｗｅｃａｒｌｆｏｒｅｓｅｅｔｈｅｆｌｌｒｔｈｅｌ＂ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｂｏｕｔＰＭＢＬＤＣＭａｎｄｉｔｓｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｉｍｔｈｅｐｒｉｃｅｄｅｂａｓｅｄｏｆｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆｒｏｔｏｒ．ＰＭＢＬＤＣＭｍａｙｈａｖｅａｗｏｎｄｅｒｆｕｌｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄｉｎｍａｎｙｆｉｅｌｄｓ．Ｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｆｌｕｘ－ｗｅａｋｅｎｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒａＰＭＢＬＤＣＭｏｎｔｈｅｂａｓｅｏｆｈｙｂｒｉｄｒｏｔｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ－＿‘、ｗａｉｎｍｏｄｅｃｏｎｔｒｏｌ’’：ａｄｏｐｔｉｎｇＰＷＭｍｅｔｈｏｄｔｏａｃｈｉｅｖｅｃｏｎｓｔａｎｔｔｏｒｑｕｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｂｌｏｗｔｈｅｂａｓｅ—ｓｐｅｅｄ，ａｎｄｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｐｈａｓｅａｎｇｌｅｏｆｃｕｒｒｅｎｔｌｅａｄｉｎｇＥＭＦｔｏｇａｉｎｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｄｅｍａｇｎｉｔｉｇａｔｉｏｎｏｆａｒｍａｔｕｒｅｒｅａｃｔｉｏｎａｎｄｔｏａｃｈｉｅｖｅｃｏｎｓｔａｎｔｐｏｗｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎａｂｏｖｅｔｈｅｂａｓｅ－ｓｐｅｅｄ．ＴｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｃｏｍｐｏｓｅｄｂｙＤＳＰ＋ＩＰＭｒｅａｌｉｚｅｄｔｈｉｓｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙａｎｄａｃｈｉｅｖｅｄｎｅａｒｌｙｔｈｒｅｅ－ｔｉｍｅｆｌｕｘ—ｗｅａｋｅｎｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｐｅｅｄｒｅｇｉｏｎｗｉｔｈｃｏｎｓｔａｎｔｐｏｗｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄ：ＰＭＢＬＤＣＭ，ｆｌｕｘ—ｗｅａｋｅｎｉｎｇ，ｈｙｂｒｉｄｒｏｔｏｒ，ｔｗａｉｎｍｏｄｅｃｏｎｔｒｏｌＩＩ第一章绪论第一节车辆电驱动及其驱动电机的发展概况１．１．１车辆电驱动的兴起和发展在二十一世纪即将来临的今天，汽车工业已经成为主要发达国家的支柱产业，据预测，汽车将向小型化、轻型化、环保化方向发展。

直流无刷电机控制实验系统设计与实现摘要：伴随着社会和科技的发展，在产业的制造与使用中，永磁材料、电力电子技术、传感器技术、现代控制理论以及微型计算机技术都取得了巨大的进展。

基于上述相关材料、技术的研发与集成，使得其在直流无刷电动机的应用技术更为完备与成熟，并具有高效率、长寿命、低噪声等优良的速度－转矩性能等优点。

在新时期、新情况下，直流无刷电动机以其众多的优势和特点，在工业、家电等行业得到了越来越多的应用，这就对电动机的控制提出了越来越高的要求。

本文在已有的科研成果的前提下，针对当前我国在直流无刷电机方面的研发现状，提出了直流无刷电机的发展方向。

关键词：直流无刷电机；发展；现状分析由于其具有高效率、低噪声、结构紧凑、可靠性高、维修费用低等优点，在各类新能源汽车和各类家用电子产品中得到了广泛应用。

本文所设计的 BLDCM控制试验系统是以EV汽车为原型，具有EV汽车的基础性能；并对电动式汽车控制系统中的每一个功能进行了分区、分区的划分，方便了详细的试验方案的实施；同时，本试验所使用的24V的电压，使整个试验系统的直流母线电流不超过2A，从而避免了因大功率而造成的安全隐患和设备的损坏。

在软件设计方面，对程序的流程图进行了细致的设计，将各种控制功能以不同的形式包装起来，方便了软硬件的协作调试。

该实验平台可以应用于课堂实验，可以应用于课程设计，可以进行创新实验。

一、直流无刷电机（一）直流无刷电机基本结构直流无刷电机是同步电机的一种，即电机转子的转速主要受电机定子旋转磁场的速度和周边相应转子极数的影响直流无刷电机是21世纪发展起来的一种新型的机电一体化装备，它的主要组成是由电机本体、传动机构等组成，尤其是在工业生产中，被越来越多的人所采用。

至于直流无刷电机，则是将新老两代直流电机的优势相结合，不仅保留了传统直流电机的优势，而且在具体的结构设计上，基本上去掉了碳刷和滑环，达到了无级调速，而且速度范围也相对较宽，这样的话，在使用过程中，其过载能力会得到极大的提高，而且可靠性、稳定性和适应性也会得到很好的改善，最主要的是，在维护和维护过程中，可以方便地进行操作和维护。