无刷直流电动机及驱动系统设计

目  录

摘 要·I

ABSTRACTⅡ

第1章 无刷直流电动机的发展和研究状况

1.1 无刷直流电动机的发展和特点 1

1.2 无刷直流电动机在工业中的应用   2

1.2.1 我国稀土永磁材料的性能和价格·3

1.2.2 优化电机磁路结构设计和加工制造工艺·3

1.2.3 线路的要求·4

1.3 无刷直流电动机在工业中的应用 4

1.4 无刷直流电动机的发展趋势5

1.4.1 电力电子技术及微处理技术对无刷直流电动机的影响 5

1.4.2 新材料对无刷直流电动机的促进 6

1.4.3 性能改进和新品种的开发·7

第2章 无刷直流电动机及驱动系统的结构和原理·8

2.1 无刷直流电动机及驱动系统的基本结构8

2.1.1 电动机本体·8

2.1.2 位置传感器·9

2.1.3 电子换向电路·10

2.2 无刷直流电动机系统的原理与运行特性10

2.2.1 无刷直流电动机的工作原理·10

2.2.2 无刷直流电动机系统的组成·11

2.2.3 系统方程式·12

2.2.4 运行特性分析·13

第3章 无刷直流电动机驱动系统的初步设计·17

3.1 位置传感器的选择17

3.1.1 霍尔传感器·18

3.1.2 霍尔效应·18

3.1.3 霍尔位置传感器·19

3.1.4 位置传感器的设计·20

3.2 无刷直流电动机的控制技术22

3.2.1控制电路的选择22

3.2.2 控制原理·22

3.3 无刷直流电动机驱动器的基本功能24

3.3.1 电流换向功能·24

3.3.2 调速功能·24

3.4 无刷直流电动机的驱动电路设计25

3.4.1 驱动电路工作原理·25

3.4.2 驱动实施方案·26

第4章 无刷直流电动机的电磁计算程序·28

4.1 无刷直流电动机主要尺寸确定方法28

4.1.1 定子设计·29

4.1.2 转子设计·30

4.1.3 无刷直流电动机相数、级数及槽数的选择·30

4.2 磁路系统设计32

4.2.1 磁路结构选择与磁场分析·32

4.2.2 磁钢的最佳工作点与稳定方法·34

4.3 电路系统设计36

4.3.1 电枢绕组和电路形式的选择应考虑的问题·36

4.3.2 电路参数计算·37

4.4 电枢反应38

4.4.1直流电枢反应38

4.4.2交流电枢反应39

4.5电磁计算程序·40

小节与致谢·48

参考文献·49

附录：（A）无刷直流电机总装图

附录：（B）定子冲片图

无刷直流电动机及驱动系统的设计

摘  要：无刷直流电动机是近年迅速兴起的一种新型电机，它广泛应用与工业，农业，以及军事等领域。 无刷直流电动机系统既保持了直流电动机良好的调速控制特性，由具有寿命长、可靠性高、无换向火花及低噪音等优点，又消除了电刷和换向器的机械接触。

本文是对无刷直流电动机系统做出深入的剖析与设计。在介绍无刷直流电动机设计中，关于相数、极数、槽数及绕组连接方式的选择方法和应遵从的规律.而且针对直流电动机结构特点和工作性能，在电枢反应理论基础上设计出功率为240w的无刷直流电动机，并对霍尔位置传感器和无刷电动机的控制及驱动做了详细的分析。

关键词：无刷直流电动机；霍尔位置传感器；控制；驱动