BLDC永磁电机及其控制原理
三相无刷直流电机原理和控制方法
三相无刷直流电机原理和控制方法一、BLDC电机的工作原理：BLDC电机是由无刷电机和电子调速器组成的系统。
其工作原理主要包括定子和转子两部分。
1.定子部分：BLDC电机的定子上有三个永磁铁，分别是U、V、W相。
这三个相互相隔120度，每个相上都有两个定子绕组。
当定子绕组通电时，会在定子上形成一个旋转的磁场。
2.转子部分：BLDC电机的转子上有多个永磁铁，通常为四个或六个。
这些永磁铁构成了转子的磁极，通过转子上的轴向磁力使得电机可以旋转。
3.电子调速器：BLDC电机的电子调速器主要由功率器件和控制电路组成。
控制电路通过传感器检测电机的转子位置和速度，并根据外部的控制信号来控制功率器件的开关，从而控制电机的转速和运行状态。
BLDC电机的工作原理是通过改变定子绕组的电流方向以产生旋转磁场，进而旋转转子来完成工作的。
二、BLDC电机的控制方法：BLDC电机的控制方法主要包括传感器控制和传感器无控制两种。
1.传感器控制：传感器控制是通过传感器检测电机的旋转位置和速度，并将这些信号反馈给控制器，从而调整电机的驱动信号来控制电机的运行状态和转速。
传感器控制的优点是精确度高、控制稳定，但需要安装传感器，增加了电机的结构复杂性和成本。
2.传感器无控制：传感器无控制是通过算法来估计电机的转子位置和速度，而无需使用传感器。
常见的传感器无控制方法有基于反电动势法和基于电流观测法。
基于反电动势法是通过测量电机绕组的反电动势来推测转子位置和速度。
该方法简单直观，但对低速和低转矩的控制效果不好。
基于电流观测法是通过观察电机绕组的电流变化来推测转子位置和速度。
该方法相对准确，但对电流测量的要求较高。
传感器无控制的优点是结构简单、成本低，但其精确度和控制稳定性相对较差。
三、总结：BLDC电机将传统的有刷直流电机中的机械换向器替换成了电子换向器，具有结构简单、效率高、控制精度高和使用寿命长等优点。
其工作原理是通过改变定子绕组的电流方向以产生旋转磁场，进而旋转转子来完成工作的。
BLDC永磁电机及其控制原理
BLDC永磁电机及其控制原理BLDC（Brushless DC）永磁电机是一种无刷直流电机，也被称为无刷永磁同步电机（PMSM）。
相比传统的有刷直流电机，BLDC永磁电机具有更高的效率、更低的噪音和更长的寿命。
它广泛应用于电动车、航空航天、工业自动化等领域。
BLDC永磁电机的控制原理是通过对电机的三相电流进行控制来达到转速和转矩的调节。
在BLDC电机中，转子上有若干个磁极，而定子上有三个相位相差120度的绕组。
当电流通过绕组时，会产生旋转磁场，而与磁场同步旋转的转子也会跟随旋转。
根据BLDC电机的永磁特性，当电流通入发磁绕组时，转子磁极与定子绕组之间会产生磁力吸引或排斥的作用，从而产生转矩。
BLDC永磁电机的控制可以分为传感器反馈控制和无传感器反馈控制两种方式。
传感器反馈控制通常使用霍尔传感器或编码器等装置来检测转子位置和速度，并将反馈信号送回电机控制器，通过控制器来调整电机相位和电流。
这种方式可以实现高精度的转速和转矩控制，但需要额外的传感器装置，增加了成本和复杂度。
而无传感器反馈控制则是通过估算转子位置和速度来实现控制。
无传感器反馈控制算法通常使用反电动势（Back EMF）估算转子位置和速度。
反电动势是由于转子磁极与定子绕组之间的磁感应产生的电势，它与转速成正比。
通过测量电机相电流和反电动势，可以估算出转子位置和速度，并通过控制器来调整电机相位和电流。
这种方式不需要额外的传感器装置，减少了成本和复杂度，但精度较传感器反馈控制略低。
在BLDC永磁电机的控制中，还需要考虑到换相问题。
换相是指在相位旋转时切换绕组的通电顺序，以保持转子与磁场的同步。
传统的换相方式是基于霍尔传感器或编码器等装置来获取转子位置，然后通过控制器来调整相位。
而在无传感器反馈控制中，需要使用特定的换相算法来估算转子位置，并实现正确的换相。
常见的换相算法有霍尔换相法、反电动势换相法和电角度法等。
总之，BLDC永磁电机的控制原理是通过对电机的三相电流进行控制来实现转速和转矩的调节。
BLDC电机基本控制原理
BLDC电机基本控制原理1.构成BLDC电机的基本组件：BLDC电机由定子、转子和控制器三个主要部分组成。
定子是由三个线圈组成，分别被称为A相、B相、C相。
转子是由永磁体构成，通过控制器产生的电流进行驱动。
2.BLDC电机的工作原理：BLDC电机依靠定子线圈产生的磁场与转子永磁体之间的互作用来实现运动。
根据电流的输入顺序和大小，控制器可以控制定子线圈的磁场与转子磁场之间的相对位置。
3.BLDC电机的控制方式：BLDC电机可以通过不同的控制方式来实现速度和转矩的控制。
常见的控制方式有无传感器控制和有传感器控制两种。
4.无传感器控制：无传感器控制方式是指通过控制器来估计转子位置和速度，从而实现电机的控制。
通常使用的技术有估算转子位置的反电动势法和反电势法。
通过估算转子位置和速度，控制器可以控制定子线圈的通电顺序和大小，从而实现电机的控制。
5.有传感器控制：有传感器控制方式是指在电机上安装转子位置传感器，通过测量转子位置来实现电机的控制。
常见的位置传感器有霍尔传感器和编码器。
通过精确测量转子位置，控制器可以准确控制定子线圈的通电顺序和大小，从而实现电机的高精度控制。
6.BLDC电机控制器的工作原理：控制器是BLDC电机控制的核心部件，它根据输入的控制信号和反馈信号来计算合适的控制算法，并驱动定子线圈的通断。
控制器通常由微控制器、功率放大器和驱动电路组成。
7.BLDC电机的应用：BLDC电机由于其结构简单、运行平稳和效率高等特点，在许多领域都有广泛的应用。
常见的应用包括电动汽车驱动系统、医疗设备、家用电器、工业自动化等。
总之，BLDC电机的基本控制原理包括构成BLDC电机的基本组件、工作原理、控制方式、控制器的工作原理以及应用等方面。
了解BLDC电机的基本控制原理，有助于对于该类电机的使用和设计有更深入的理解。
无刷直流电机原理
无刷直流电机原理1. 引言无刷直流电机（Brushless DC Motor，简称BLDC）是一种通过电子器件控制转子上的永磁体与定子上的线圈之间的磁场相互作用来实现电能转变为机械能的装置。
相比传统的有刷直流电机（Brushed DC Motor），无刷直流电机具有结构简单、寿命长、转速范围广、效率高等优点，广泛应用于工业、家用电器、交通工具等领域。
本文将详细解释无刷直流电机的基本原理，包括其结构组成、工作原理和控制方式。
2. 结构组成无刷直流电机主要由转子和定子两部分组成。
•转子：转子是由永磁体组成的，并且通常采用多极结构。
每个极对应一个磁极，可以是南极或北极。
转子通常采用铁芯材料制造，以提高磁导率和减小磁阻。
在转子上还安装了传感器，用于检测转子位置和速度。
•定子：定子是由线圈组成的，并且通常采用三相对称结构。
每个线圈都由若干匝导线绕制而成，形成一个线圈组。
定子通常采用硅钢片或铁氟龙等绝缘材料进行绝缘和支撑。
3. 工作原理无刷直流电机的工作原理基于磁场相互作用和电磁感应。
•磁场相互作用：当定子上的线圈通电时，会产生一个磁场。
根据安培定律，这个磁场会与转子上的永磁体产生相互作用，使转子受到力的作用而旋转。
因为转子上的永磁体是多极结构，所以在不同位置上受到的力也不同，从而形成了旋转运动。
•电磁感应：在无刷直流电机中，通常使用霍尔传感器来检测转子位置和速度。
霍尔传感器可以检测到转子上的永磁体所在位置，并通过控制器将这些信息反馈给电机驱动器。
根据这些信息，电机驱动器可以准确地控制定子线圈的通断时间和顺序，从而实现对电机的精确控制。
4. 控制方式无刷直流电机的控制方式主要有两种：传感器驱动和传感器无刷。
•传感器驱动：这种控制方式需要使用霍尔传感器等装置来检测转子位置和速度。
通过采集到的转子信息，控制器可以准确地控制定子线圈的通断时间和顺序，从而实现对电机的精确控制。
这种控制方式具有高精度和高效率的特点，但需要额外的传感器装置。
无刷直流(BLDC)电机的原理及正确的使用方法
最基本的电机是“DC电机（有刷电机）”。
在磁场中放置线圈，通过流动的电流，线圈会被一侧的磁极排斥，同时被另一侧磁极所吸引，在这种作用下不断旋转。
在旋转过程中令通向线圈中的电流反向流动，使其持续旋转。
电机中有个叫"换向器"的部分是靠"电刷"供电的，"电刷"的位置在"转向器"上方，随着旋转不断移动。
通过改变电刷的位置，可使电流方向发生变化。
换向器和电刷是DC电机的旋转所不可或缺的结构（图一）。
图一：DC电机（有刷电机）意图。
换向器切换线圈中电流的流向，反转磁极的方向，使其始终向右旋转。
电刷向与轴一同旋转的换向器供电。
活跃于多个领域的电机我们按电源种类和转动原理对电机进行了分类（图2）。
让我们来简单看看各类电机的特点和用途吧。
图2：电机的主要类型构造简单而又容易操控的DC电机（有刷电机）通常被用在家电产品的“光盘托盘的开闭”等用途上。
或用在汽车的“电动后视镜的开闭、方向控制”等用途上。
虽然它既廉价又能用在多个领域上，但它也有缺陷。
由于换向器会和电刷接触，它的寿命很短，必须定期更换电刷或保修。
步进电机会随着向其发出的电脉冲数旋转。
它的运动量取决于向其发出的电脉冲数，因此适用于位置调整。
在家庭中通常被用于“传真机和打印机的送纸”等。
由于传真机的送纸步骤取决于规格（刻纹、细致度），因此随着电脉冲数旋转的步进电机非常便于使用。
很容易解决信号一旦停止机器就会暂时停止的问题。
旋转数随电源频率变化的同步电机被用于“微波炉的旋转桌”等用途上。
电机组里有齿轮减速器，可以得到适合加热食品的旋转数。
感应电机也受电源频率的影响，但频率和旋转数不一致。
以前这类AC电机被用在风扇或洗衣机上。
由此可见，各式各样的电机活跃于多个领域。
其中，BLDC电机（无刷电机）具有怎样的特点才会用途如此之广呢？BLDC电机是如何旋转的？BLDC电机中的“BL”意为“无刷”，就是DC电机（有刷电机）中的“电刷”没有了。
直流无刷电动机工作原理与控制方法
直流无刷电动机工作原理与控制方法直流无刷电动机（Brushless DC Motor，简称BLDC）是一种基于电磁力作用实现机械能转换的电机。
与传统的有刷直流电动机相比，BLDC 电机不需要传统的用于换向的有刷子和槽型换向器，具有寿命长、效率高和维护方便等优点。
BLDC电机广泛应用于工业自动化、电动车辆、航空航天等领域。
BLDC电动机的工作原理如下：1.结构组成：BLDC电动机主要由转子、定子和传感器组成。
2.定子：定子是由硅钢片叠压而成，上面布置有若干个线圈，通电后产生磁场。
3.转子：转子上布置有磁铁，组成多个极对，其中每个极对由两个磁体构成。
4.传感器：BLDC电机中通常搭配有霍尔传感器或者编码器，用于检测转子位置，实现无刷电机的精确控制。
BLDC电动机的控制方法如下：1.转子位置检测：通过霍尔传感器或编码器检测转子位置，以便控制电机的相电流通断和电流方向。
2.电流控制：根据转子位置信息，利用控制算法控制电机的相电流，将电流引导到正确的相位上以实现电机的转动。
3.电压控制：根据电机转速需求，控制电机的进给电压，调整电机转速。
4.速度控制：通过调整电机的进给电压和相电流，使电机达到所需的速度。
5.扭矩控制：通过控制电机的相电流大小，控制电机的输出扭矩。
BLDC电机的控制可以分为开环控制和闭环控制两种方式：1.开环控制：根据电机的数学模型和控制算法，在事先给定的速度范围内，根据转子位置信息和电机参数计算出合适的相电流和电压进行控制。
开环控制简单，但无法实现高精度的转速和位置控制。
2.闭环控制：通过传感器实时检测转子位置和速度，在控制算法中进行比较，调整相电流和电压，使电机输出所需的速度和扭矩。
闭环控制可以实现高精度的转速和位置控制，但相对于开环控制，需要更多的硬件和软件支持。
总结起来，BLDC电动机通过转子位置检测和电流控制实现高精度的转速和位置控制。
在控制方法上，可以采用开环控制或闭环控制，根据具体应用的需求选择合适的控制方式。
BLDC电动机本体设计及控制原理
BLDC电动机本体设计及控制原理一、BLDC电动机的本体设计1.1结构设计BLDC电动机由一个定子和一个转子组成。
定子是由绕组和铁芯组成的，绕组的线圈数量决定了电机的相数。
转子通常采用永磁体，可以是永久磁铁或通过外部永磁场产生的磁场。
定子和转子之间的空隙称为极间隙，极间隙的大小直接影响电机的性能。
1.2材料选择BLDC电动机的材料选择对电机的性能和寿命具有重要影响。
定子铁芯通常使用硅钢片，可以降低铁损耗和铜损耗。
绕组线圈通常采用高导磁的铜线，以减少电阻和电流损耗。
转子磁铁可以是永久磁体，常见的材料有钕铁硼和钴磁钠。
选择合适的磁体材料可以提高电机的磁场强度和效率。
1.3冷却设计BLDC电动机在工作过程中会产生热量，过高的温度会影响电机的性能和寿命。
因此，合理的冷却设计是非常重要的。
常见的冷却方式包括自然冷却、风冷却和水冷却等。
对于大功率的电机，通常采用风冷却或水冷却方式来提高冷却效果。
1.4机械结构设计二、BLDC电动机的控制原理2.1磁场定向2.2相序控制BLDC电动机通过电流的改变来改变磁场的方向。
根据电流的相序控制，可以使得磁场始终与定子的磁场相互作用，从而实现电机的转动。
相序控制通常采用电子换向器来实现，可以根据转子位置信号和控制算法来控制相序的改变。
2.3PWM控制脉宽调制（PWM）是控制BLDC电动机速度和转矩的常用方式。
通过改变PWM信号的占空比，可以改变电机输入的电压和电流。
通常使用PID控制算法或其他控制算法来根据电机的反馈信号实现闭环控制。
2.4电压和电流保护总结：本文从BLDC电动机的本体设计和控制原理两个方面进行了详细的介绍。
BLDC电动机的本体设计包括结构设计、材料选择、冷却设计和机械结构设计等内容。
BLDC电动机的控制原理包括磁场定向、相序控制、PWM 控制和电压电流保护等内容。
这些内容综合起来，可以实现BLDC电动机的高效运行和控制。
bldc控制原理
bldc控制原理BLDC（无刷直流电机）控制是现代电机控制领域的一个热门话题。
这种电机的控制被广泛应用于家用电器、无人机、自动化设备等自动控制系统中。
本文将介绍BLDC电机的基本工作原理和控制策略。
BLDC电机的工作原理通常，BLDC电机由永磁体、转子、驱动电子器件和控制电路组成。
永磁体通常位于电机的外部并固定在定子上，而转子则包含一组绕在铁芯上的绕组。
当这些绕组被激励时，它们产生一个磁场，这个磁场与永磁体产生的磁场相互作用，从而导致电机转动。
BLDC电机有三个绕组，分别称为A、B和C绕组。
这些绕组放置在定子上，并与转子上的磁极相交。
在运行时，BLDC电机通过不断交替激活这三个绕组中的一组或多组来实现转子旋转。
这个过程需要一个特殊的控制器，它根据电机的运转状态和需求来控制三个绕组的激励。
控制BLDC电机的策略要控制BLDC电机的旋转，需要将控制信号发送给电机控制器。
这个信号可以是数字脉冲宽度调制（PWM）信号。
此外，还需要描述BLDC电机的状态和控制策略的控制器。
常用的控制策略包括：1.交替相邻的绕组：这种控制策略是最简单的，并且可以实现BLDC 电机的高速运行。
在此策略中，只有两个相邻的绕组被同时激活，并且在接下来的时间段内分别切换。
2.正/反向旋转：在这种控制策略中，控制器可以发送一个指示电机正向旋转或反向旋转的信号。
当要逆转电机的方向时，需要改变绕组的激励顺序。
3.按需交替绕组：这种控制策略基于电机负载和应用需求。
控制器可以根据电机的负载发出不同的交替激励顺序信号。
这种方法可以实现电机的低功耗运行和更高的能效。
总结BLDC电机控制是现代电机控制领域的一个重要课题。
它可以通过不同的控制策略来实现高效的转动和负载适应性。
随着新技术的不断进步，BLDC电机控制也将得到更精细和高效的改进，从而在未来的自动化、航空航天、医疗等领域展现出更多的应用价值。
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− TL
=
J
dΩ dt
第二讲永磁无刷直流电机
z 8.电机的暂态数学模型
– 根据电压方程可以建立等效电路模型：
⎡ua ⎤ ⎡R 0 0 ⎤⎡ia ⎤ ⎡L − M 0
⎢⎢ub
⎥ ⎥
=
⎢ ⎢
0
R
0
⎥ ⎥
⎢⎢ib
⎥ ⎥
+
⎢ ⎢
0
L−M
0 ⎤ ⎡ia ⎤ ⎡ea ⎤
0
⎥ ⎥
p
⎢⎢ib
⎥ ⎥
+
⎢⎢eb
⎥ ⎥
回路1
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.2电流换向引起的转矩脉动
用动态方程来分析换相过程对转矩的影响：
回路2
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.2电流换向引起的转矩脉动
用动态方程来分析换相过程对转矩的影响：
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.2电流换向引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.2电流换向引起的转矩脉动
z 11.2电流换向引起的转矩脉动
（3-69）
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.2电流换向引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.2电流换向引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.2电流换向引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.3 齿槽效应引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
第二讲永磁无刷直流电机
z 10.永磁无刷电机的运行特性
– 由于无刷永磁直流电机的稳态计算与直流机类似，所以其运行特性 也与直流机类似
z 10.1 机械特性：
第二讲永磁无刷直流电机
z 10.1 机械特性：
z 有刷直流电动机参与换向的绕组元件相对较少，只考虑电阻的影响，忽 略电感的作用。
z 无刷直流电动机．参与换向的绕组为一相绕组，而不是单个线圈，电感 较大。当稀土木磁无刷直流电动机采用不同的转子结构时，电感和电阻 对机械特性的影响并不相同：
用动态方程来分析换相过程对转矩的影响：
⎡ua ⎤ ⎡R 0 0 ⎤⎡ia ⎤ ⎡L − M 0
⎢⎢ub
⎥ ⎥
=
⎢ ⎢
0
R
0
⎥ ⎥
⎢⎢ib
⎥ ⎥
+
⎢ ⎢
0
L−M
0 ⎤ ⎡ia ⎤ ⎡ea ⎤
0
⎥ ⎥
p
⎢⎢ib
⎥ ⎥
+
⎢⎢eb
⎥ ⎥
⎢⎣uc ⎥⎦ ⎢⎣ 0 0 R⎥⎦⎢⎣ic ⎥⎦ ⎢⎣ 0
0 L − M ⎥⎦ ⎢⎣ic ⎥⎦ ⎢⎣ec ⎥⎦
第二讲永磁无刷直流电机
z 1.电机结构
第二讲永磁无刷直流电机
z 2.转子磁极结构
第二讲永磁无刷直流电机
z 2.转子磁极结构
第二讲永磁无刷直流电机
z 3.工作原理
第二讲永磁无刷直流电机
z 3.工作原理
第二讲永磁无刷直流电机
z 3.工作原理
第二讲永磁无刷直流电机
z 3.工作原理
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.4 电枢反应引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.5 机械加工和工艺引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.6无刷直流电机转矩脉动规律示例：一般波形
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.6无刷直流电机转矩脉动规律示例：槽口极弧系数
第二讲永磁无刷直流电机
z 6.永磁无刷电机的稳态计算
第二讲永磁无刷直流电机
z 6.永磁无刷电机的稳态计算
第二讲永磁无刷直流电机
z 6.永磁无刷电机的稳态计算
第二讲永磁无刷直流电机
z 6.永磁无刷电机的稳态计算
第二讲永磁无刷直流电机
z 6.永磁无刷电机的稳态计算
第二讲永磁无刷直流电机
z 6.永磁无刷电机的稳态计算
无刷直流电动机每经过一个磁状态，定子绕组中的电流就要进行一次换 向。每一次换向，电机中的电流从一相转移到另一相，并对电磁转矩产生一 定影响。这种相电流换向也是引起转矩脉动的主要原因之一。 下面分析两相导通星形三相六状态方波无刷直流电动机的换向转矩脉动机理。
从AC到BC换相
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.2电流换向引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 7.永磁无刷直流电动机主要波形
第二讲永磁无刷直流电机
z 8.电机的暂态数学模型
– 由于稀土永磁无刷直流电动机的气隙磁场、反电 势以及电流是非正弦的，因此不能采用直、交铀 坐标变换的分析方法。通常，直接利用电动机本 身的相变量来建立数学模型。
第二讲永磁无刷直流电机
z 8.电机的暂态数学模型
反应了电磁转矩波动与方波磁密宽度的关 系，随宽度增加，转矩脉动单调下降。 当宽度=120时，转短脉动最大，达到30％； 当宽度=180时，电磁转矩脉动为零
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.1 电磁因素引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.1 电磁因素引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.2电流换向引起的转矩脉动
– 造成转矩脉动的原因有：
z 电磁因素引起的转矩脉动 z 电流换向引起的转矩脉动 z 齿槽引起的转矩脉动 z 电枢反应影响 z 机械工艺引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.1 电磁因素引起的转矩脉动
电磁转矩脉动是由于定子电流和转子磁场相互作用而产生的转矩脉动。 它与气隙磁通密度的分布和电流的波形以及绕组的形式有直接的关系， 为了便于分析，假定：
– A、B相通电时产生电枢磁场Fa – 转子磁场Fm在60度范围内不换相 – Fa分解为d、q轴磁场 – 当转子磁场在B方向时去磁最大 – 当转子磁场在X方向时助磁最大 – 当转子磁场在BX中间位置时无去助磁
因此在一个60度的磁状态内，电枢磁场从最大去 磁逐渐减小到30度处的不去磁不助磁，然后逐渐 增大到最大助磁状态后，换相、进入新的一个磁 状态
– 假设不计磁路饱和，不计涡流和磁滞，三相对称，则其电压方 程为：
⎡ua ⎤ ⎡R 0 0 ⎤⎡ia ⎤ ⎡ L M M ⎤ ⎡ia ⎤ ⎡ea ⎤
⎢⎢ub
⎥ ⎥
=
⎢ ⎢
0
R
0
⎥ ⎥
⎢⎢ib
⎥ ⎥
+
⎢⎢M
L
M
⎥ ⎥
p
⎢⎢ib
⎥ ⎥
+
⎢⎢eb
⎥ ⎥
⎢⎣uc ⎥⎦ ⎢⎣ 0 0 R⎥⎦⎢⎣ic ⎥⎦ ⎢⎣M M L ⎥⎦ ⎢⎣ic ⎥⎦ ⎢⎣ec ⎥⎦
定子、 相电 压
定子 相电 压
两相 绕组 互感
相绕 组自 感
微分 算子
相感 应电 势
第二讲永磁无刷直流电机
z 8.电机的暂态数学模型
– 上述模型中，电流为三相对称方波、电势为梯形波. – 对于表面式电机，转子磁阻不随转子位置变化，因此自感和互感为
常数
第二讲永磁无刷直流电机
z 8.电机的暂态数学模型
0
0
0 1
⎤
⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
*
⎪⎩⎪⎨⎧⎢⎢⎢⎣⎡uuubca
⎤ ⎥ ⎥ ⎥⎦
−
⎡ ⎢ ⎢ ⎢⎣
R 0 0
0 R 0
0⎤
0
⎥ ⎥
R⎥⎦
⎡ia ⎢⎢ib ⎢⎣ic
⎤ ⎥ ⎥ ⎥⎦
−
⎡ea ⎢⎢eb ⎢⎣ec
⎤ ⎥ ⎥ ⎥⎦
⎫ ⎪ ⎬ ⎪ ⎭
L − M ⎥⎦
第二讲永磁无刷直流电机
z 9.永磁无刷电机的电枢反应
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.1 电磁因素引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.1 电磁因素引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.1 电磁因素引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.1 电磁因素引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.1 电磁因素引起的转矩脉动
⎢⎣uc ⎥⎦ ⎢⎣ 0 0 R⎥⎦⎢⎣ic ⎥⎦ ⎢⎣ 0
0 L − M ⎥⎦ ⎢⎣ic ⎥⎦ ⎢⎣ec ⎥⎦
第二讲永磁无刷直流电机
z 8.电机的暂态数学模型
– 根据电压方程还常写成状态方程的形式：
⎡ua ⎤ ⎡R 0 0 ⎤⎡ia ⎤ ⎡L − M 0
⎢⎢ub
⎥ ⎥
=
⎢ ⎢
0
R
0
⎥ ⎥
⎢⎢ib
⎢⎢eb
⎥ ⎥
⎢⎣uc ⎥⎦ ⎢⎣ 0 0 R⎥⎦⎢⎣ic ⎥⎦ ⎢⎣ 0
0 L − M ⎥⎦ ⎢⎣ic ⎥⎦ ⎢⎣ec ⎥⎦
电磁转矩为：T
=
1
ω
(eaia
+
ebib
+
ecic )
第二讲永磁无刷直流电机
z 8.电机的暂态数学模型
电磁功率为：Pe = (eaia + ebib + ecic )
转子运动方程为：Te
第三讲永磁无刷直流电机PMBLDCM permanent maget brushless DC motor
z 1.概述
– 永磁有刷直流电机与传统他励直流电机特性类似 – 永磁无刷直流电机用电子换向器取代机械换向器 – 永磁体励磁不可调节 – 结构更加简单、维护方便、起动性能和调速性能优 – 功率密度高，体积小，广泛用于传动系统 – 机电一体化
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.1 电磁因素引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.1 电磁因素引起的转矩脉动
第二讲永磁无刷直流电机
z 11.1 电磁因素引起的转矩脉动