开题报告-无位置传感器BLDC驱动系统的变负载他控特性研究

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1、 本科毕业论文（设计）本科毕业论文（设计） 开开 题题 报报 告告 论文题目论文题目 无位置传感器无位置传感器 BLDCBLDC 驱动系统的变负载他控特性研究驱动系统的变负载他控特性研究 班班 级级 姓姓 名名 院（系）院（系） 导导 师师 开题时间开题时间 - 2 - 1课题研究的目的和意义 永磁式同步电动机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高，和直流电机相比，它没有 直流电机的换向器和电刷等缺点。和其他类型交流电动机相比，它由于没有励磁电流，因而 效率高，功率因数高，力矩惯量比较大，定子电流和定子电阻损耗减小，且转子参数可测、 控制性能好； 但它与异步电机相比， 也有成本高、 起动困难

2、等缺点。 和普通同步电动机相比， 它省去了励磁装置， 简化了结构， 提高了效率。 永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、 高动态性能、 大范围的调速或定位控制， 因此永磁同步电机矢量控制系统引起了国内外学者 的广泛关注。近些年，人们对它的研究也越来越感兴趣，在医疗器械、化工、轻纺、数控机 床、工业机器人、计算机外设、仪器仪表、微型汽车和 电动自行车等领域中都获得应用。 永磁电机有节能效果，体积小、重量轻、可实现直接驱动且维修费用低廉，在许 多领域里有明显的竞争优势。近年来，永磁电机在国外发展迅速，已在采暖通风 （HEVAC） 、汽车、机车车辆、舰船电传动、风力发电、伺服驱动、航空航天、石 油

3、机械、工程机械、国防等领域得到应用，功率从几千瓦到数兆瓦，在其中一些 领域已形成规模生产（如：HEVAC,伺服驱动等） 。 尽管永磁同步电动机的控制技术得到了很大的发展， 各种控制技术的应用也在逐步成熟， 比 如 SVPWM、DTC、SVM、DTC 自适应方法等都在实际中得到应用。然而，在实际应用中， 各种控制策略都存在着一定的不足，如低速特性不够理想，过分依赖于电机的参数等等。因 此，对控制策略中存在的问题进行研究就有着十分重大的意义。 2国内外研究现状 永磁同步电动机是一种典型的机电一体化产品，主要由电机本体，位置检测 技术，功率逆变器和相关功率开关组成，它的发展与永磁材料、电力电子技术、

4、 计算机控制技术和检测技术的发展密切相关。 这些相关技术是极具发展潜力的新 兴技术，必将在 21 世纪蓬勃发展，为永磁同步电动机的发展提供不竭的动力。 下面从每一部分来分析永磁同步电动机的研究现状。 2.1 2.1 永磁同步电动机永磁同步电动机 电机本体作为永磁无刷直流电机控制系统的核心部分， 它的好坏直接决定整 个控制系统的优劣。在电机本体设计中，应通过合理设计，使反电动势波形逼近 理想波形。在 PMSM 中，电机的反电动势的形状基本是正弦的，其正弦的纯度 取决于永磁材料充磁的质量。如果永磁铁在转子中的放置正确，纯正弦的气隙密 度是可以得到的。因为实际上定子绕组不会精确正弦分布，因此其气隙密

5、度也只 能是近似正弦。 - 3 - PMSM 电机转子的结构和永磁体的安装方法对电机的性能影响很大。 、面贴 式永磁同步电机结构简单、制造方便、转动惯量小，在工业上得到了广泛应用。 另外，这种类型的电机易于优化设计，可将气隙磁场设计成近似正弦分布，从而 减小磁场谐波及其负面效应，提高电机的运行性能。插入式永磁同步电机可以充 分利用转子磁路结构不对称性所产生的磁阻转矩，提高电机的功率密度，使得电 机的动态性能较面贴式有所改善，制造也较方便，所以常被传动系统中的永磁同 步电机采用，缺点是漏磁系数和制造成本较面贴式都大。内嵌式永磁同步电机的 永磁体位于转子内部，能有效地避免永磁体失磁。采用内嵌式转子结构的永磁同 步电机动、静态性能好，广泛应用在动态性能要求高的交流调速传动系统中，缺 点是转子漏磁系数最大。对于采用稀土永磁材料的电机来说，由于永磁材料的相 对回复磁导率接近，所以,面贴式永磁同步电机在电磁性能上属于隐极永磁同步 电机而插入式永磁同步电机相邻两永磁磁极间有着磁导率很大的铁磁材料， 故在 电磁性能上属于凸极永磁同步电机， 内嵌式永磁同步电机在电磁性能上也属于凸 极永磁同步电机，且凸极率更高。 除此之外，PMSM 的结构特点之一是转子由永磁材料组成，因此，永磁材 料性能的优劣将直接影响 PMSM 的磁路尺寸，电机本体体积，成本及功能指标 和