永磁无刷直流电机

永磁无刷直流电机 一、简介 无刷直流电机(Bru shless DC Motor，以下简称 BLDC)是随着电力电子技术及新型永磁材料的发展而迅速成熟起来的一种新型电机。以其体积小、重量轻、效率高、惯量小和控制精度高等优点,同时还保留了普通直流电动机优良的机械特性,广泛应用于伺服控制、数控机床、机器人等领域。近年来,随着无刷直流电机应用领域的不断扩大,各种控制算法和控制策略也相继出现.。为了便于理论分析和验证各种控制算法和策略,建立正确的无刷直流电机模型就显得非常重要。利用 Matlab 软件下的 Simu link 仿真工具,实现了对无刷直流电机控制系统的仿真,并给出了实例仿真结果。鉴于以上原因，本文通过推导给出了无刷直流电机的数学模型，并借助 Matlab 建立了其仿真模型，通过仿真证明了该模型的正确性和合理性。 二、永磁无刷直流电机的构成 从广义的电机概念看，永磁无刷直流电机由三大部分组成：电机本体、位置检测器、直---交无源逆变器。若与原有直流电动机一一对应，则永磁体构成的转子与原直流电机的定子相对应，其作用是产生一个恒定的气隙磁场。由位置检测器与逆变器一起构成一个电子换向器，取代原直流电动机的机械接触式换向装置。控制系统是调速系统的组成部分。 三、永磁无刷直流电机的数学模型 假定无刷直流电机工作在二相导通星形三相六状态下,反电势波形是平顶宽度为120°电角度的梯形波. 电机在工作过程中磁路不饱和,不计涡流和磁滞损耗,三相绕组完全对称,气隙磁场为方波,定子电流、转子磁场分布皆对称,电枢绕组在定子内表面均匀连续分布。 设ua ,ub ,uc 为定子相绕组电压;ia ,i b ,ic 为定子相绕组电流;ea ,eb ,ec 为定子相绕组电动势;L 每相绕组的自感;M 为每两相绕组间的互感; p 为微分算子,p = d/ dt. 则三相绕组的电压平衡方程可表示为: cbacbacbacbaeeeiiipLMMMLMMMLiiirrruuu000000 当三相绕组为星形连接，且没有中线则有： 0cbaiii 且 acbMiMiMi 化简可得电压方程为： cbacbacbacbaeeeiiipMLMLMLiiirrruuu000000000000 电机的等效模型为 电磁转矩方程为： )(1ccbbaaeieieieT...