永磁無刷直流電機(jī)技術(shù)

內(nèi)容概要

永磁無刷直流電機(jī)被認(rèn)為是21世紀(jì)最有發(fā)展前途和廣泛應(yīng)用前景的電子控制電機(jī)。
本書著重對永磁無刷直流電機(jī)與控制技術(shù)的主要問題進(jìn)行較深入的研究分析和介紹，包括無刷直流電動機(jī)與永磁同步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能比較；無刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型；計(jì)及繞組電感的特性與參數(shù)計(jì)算方法；分?jǐn)?shù)槽集中繞組和多相繞組；不同相數(shù)繞組連接和導(dǎo)通方式的分析與比較；氣隙磁通密度的計(jì)算；反電動勢波形和反電動勢計(jì)算；霍爾傳感器位置分布規(guī)律分析和確定方法；無刷直流電機(jī)設(shè)計(jì)要素的選擇；主要尺寸基本關(guān)系式考慮電感影響的修正；由粘性阻尼系數(shù)確定電機(jī)主要尺寸的方法；整數(shù)槽和分?jǐn)?shù)槽繞組無刷直流電機(jī)的電樞反應(yīng)；轉(zhuǎn)矩波動及其抑制方法；齒槽轉(zhuǎn)矩及其削弱方法；無刷直流電機(jī)基本控制技術(shù)；無傳感器控制技術(shù)；低成本正弦波控制技術(shù)；單相無刷直流電機(jī)與控制等。本書同時(shí)綜合介紹國內(nèi)外無刷直流電機(jī)與控制技術(shù)最新進(jìn)展動態(tài)和研究成果。每章后附有相關(guān)參考文獻(xiàn)，便于讀者跟蹤和進(jìn)一步深入研究。
本書遵循理論研究與實(shí)用技術(shù)相結(jié)合的編寫原則，可供即將從事或正在從事與無刷直流電機(jī)有關(guān)的研究開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制和應(yīng)用的科技人員、管理人員．以及大專院校教師、學(xué)牛和研究牛參考．

書籍目錄

前言
第1章 緒論
 1.1 無刷直流電動機(jī)是最具發(fā)展前途的機(jī)電一體化電機(jī)
 1.2 無刷直流電動機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢
 1.3 21世紀(jì)是永磁無刷直流電動機(jī)廣泛推廣應(yīng)用的世紀(jì)
 1.4 推動無刷直流電動機(jī)技術(shù)和市場蓬勃發(fā)展的主要因素
 1.5 無刷直流電動機(jī)技術(shù)發(fā)展動向
 1.6 小結(jié)
 參考文獻(xiàn)
第2章 方波驅(qū)動與正弦波驅(qū)動的原理和比較
　2.1 無刷直流電動機(jī)(BLDC)與永磁同步電動機(jī)(PMSM)
　2.2 方波驅(qū)動和正弦波驅(qū)動的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理
　2.3 無刷直流電動機(jī)與永磁同步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能比較
 2.4 小結(jié)
 參考文獻(xiàn)
第3章 無刷直流電動機(jī)的繞組連接與導(dǎo)通方式及其選擇
　3.1 常見繞組連接與導(dǎo)通方式
　 3.1.1 兩相繞組電機(jī)連接與導(dǎo)通方式
　 3.1.2 四相繞組電機(jī)連接與導(dǎo)通方式
　 3.1.3 三相繞組電機(jī)連接與導(dǎo)通方式
　 3.1.4 五相星形繞組電機(jī)連接與導(dǎo)通方式
　 3.1.5 小結(jié)
　3.2 兩相、三相和四相不同繞組連接和導(dǎo)通方式的分析比較
　3.3 繞組利用率和最佳導(dǎo)通角的分析
 3.3.1 橋式電路封閉繞組與星形繞組
 3.3.2 非橋式m相無刷直流電動機(jī)最佳導(dǎo)通角的分析
 3.3.3 小結(jié)
 3.4 橋式換相的三相繞組厶接法和丫接法的分析與選用
 3.4.1 三相無刷直流電動機(jī)丫和厶兩種繞組接法及其轉(zhuǎn)換關(guān)系
 3.4.2 同一臺電機(jī)采用三角形與星形接法的比較
 3.4.3 3次諧波環(huán)流和采用三角形接法條件
 3.4.4 應(yīng)用實(shí)例
 3.4.5 小結(jié)
 3.5 在相同銅損耗條件下幾種不同相數(shù)、不同導(dǎo)通角電機(jī)轉(zhuǎn)矩的比較
參考文獻(xiàn)
第4章 無刷直流電動機(jī)數(shù)學(xué)模型、特性和參數(shù)
　4.1 無刷直流電動機(jī)簡化模型和基本特性
　 4.1.1 基本假設(shè)和簡化模型基本等效電路
　 4.1.2 無刷直流電動機(jī)機(jī)械特性的統(tǒng)一表達(dá)式
　 4.1.3 理想空載點(diǎn)子均電流不等于零
　 4.1.4 無刷直流電機(jī)主要參數(shù)***和D
　 4.1.5 重要參數(shù)一一粘性阻尼系數(shù)D
　 4.1.6 正弦波反電動勢兩相三相和四相繞組的系數(shù)尺*計(jì)算
　 4.1.7 一個(gè)三相無刷直流電動機(jī)特性和系數(shù)計(jì)算例子
　4.2 繞組電感對無刷直流電動機(jī)
　　……
第5章　無刷直流電動機(jī)分?jǐn)?shù)柄繞組和多相繞組
第6章　磁路與反電動勢
第7章　轉(zhuǎn)子位置優(yōu)越感器及其位置確定
第8章　永磁無刷直流電動機(jī)的電樞反應(yīng)
第9章　無刷直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動
第10章　永磁無刷直流電動機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩及其削弱方法
第11章　電機(jī)設(shè)計(jì)要素的選擇與主要尺寸的確定
第12章　無刷直流電動機(jī)基本控制技術(shù)
第13章　無刷直流電動機(jī)無位置優(yōu)越感器控制
第14章　無刷直流電動機(jī)低成本正弦波驅(qū)動控制
第15章　單相無刷直流電動機(jī)與控制
附錄

章節(jié)摘錄

　　無刷直流電動機(jī)是隨著半導(dǎo)體電子技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的新型機(jī)電一體化電機(jī)，它是現(xiàn)代電子技術(shù)（包括電力電子、微電子技術(shù)）、控制理論和電機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。　　眾所周知，直流電動機(jī)具有優(yōu)越的調(diào)速性能，主要表現(xiàn)在控制性能好、調(diào)速范圍寬、起動轉(zhuǎn)矩大、低速性能好、運(yùn)行平穩(wěn)、效率高，應(yīng)用場合從工業(yè)到民用極其廣泛。在普通的直流電動機(jī)中，直流電的電能是通過電刷和換向器進(jìn)入電樞繞組，與定子磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的。由于存在電接觸部件——電刷和換向器，結(jié)果產(chǎn)生了一系列致命的缺陷：　　1）機(jī)械換向產(chǎn)生的換向火花引起換向器和電刷磨損、電磁干擾、噪聲大，壽命短；　　2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差，故障多，需要經(jīng)常維護(hù)；　　3）由于換向器存在，限制了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量的進(jìn)一步下降，影響了動態(tài)特性。　　在許多應(yīng)用場合下，它是系統(tǒng)不可靠的重要來源。雖然直流電動機(jī)是電機(jī)發(fā)展歷史上最先出現(xiàn)的，但它的應(yīng)用范圍因此受到限制，使后來者且運(yùn)行可靠的交流電機(jī)得到發(fā)展，取而代之廣泛應(yīng)用?！　〗涣麟姍C(jī)的歷史超過百年。但是，無刷直流電動機(jī)歷史只有幾十年。1955年美國D.Harrison等人首次申請了用晶體管換相電路代替機(jī)械電刷的專利，這是無刷直流電動機(jī)的雛形。在1962年，T.G.Wilson和P。H.Trickey提出“固態(tài)換相直流電機(jī)”（DC Machine with Solid State Commutation）專利，這標(biāo)志著現(xiàn)代無刷電動機(jī)的真正誕生。從20世紀(jì)60年代初開始，無刷直流電動機(jī)進(jìn)入到應(yīng)用階段。因其較高的可靠性，無刷直流電動機(jī)最先在宇航技術(shù)中得到應(yīng)用。1964年，它被美國國家航空航天局（NASA）使用，用于衛(wèi)星姿態(tài)控制、太陽電池板的跟蹤控制、衛(wèi)星上泵的驅(qū)動等。在1978年當(dāng)時(shí)的聯(lián)邦德國Mannesmann公司的Indramat分部的MAc經(jīng)典無刷直流電動機(jī)及其驅(qū)動器在漢諾威貿(mào)易展覽會正式推出，是電子換相的無刷直流電動機(jī)真正進(jìn)入實(shí)用階段的標(biāo)志。國際上對無刷直流電動機(jī)進(jìn)行了深入的研究，從研制方波無刷電機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展到正弦波無刷電機(jī)——新一代的永磁同步電動機(jī)（PMSM）。隨著永磁新材料、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)以及電力電子技術(shù)特別是大功率開關(guān)器件的發(fā)展，無刷電動機(jī)得到了長足的發(fā)展。50年來，它逐步推廣到其他軍事裝備、工業(yè)、民用控制系統(tǒng)以及家庭電器領(lǐng)域中，現(xiàn)在已成為最具發(fā)展前途的電機(jī)產(chǎn)品。 　　……

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