1、“..... 随着人们对无刷直流电动机特性了解的日益深入，无刷直流电动机的理 论也逐渐得到了完善。年，对无刷直流电动机作了全面系统 的总结，指出了无刷直流电动机的研究领域，成为无刷直流电动机的经典文 献，标志着无刷直流电动机在理论上走向成熟。 我国对无刷直流电动机的研究起步较晚。年，在北京举办的联邦德 国金属加工设备展览会上，和两公司展出了永磁自同步伺服系 统和驱动器，引起了国内有关学者的广泛注意，自此国内掀起了研制开发和 技术引进的热潮。经过多年的努力，目前，国内已有无刷直流电动机的系列 产品，形成了定的生产规模。 无刷直流永磁电动机与有刷直流永磁电动机的比较 表无刷直流永磁电动机与有刷直流永磁电动机的比较 项目无刷直流电动机有刷直流电动机 换向借助转自子位置传感器 实现电子换向 由电刷和换向器进行机 械换向 维护由于没有电刷和换向 器，很少需要维护 需要周期性维护 寿命比较长比较短 机械速度力矩 特性 平硬在负载条件下 能在所有速度上运行 中等平中等硬......”。

2、“.....电 刷摩擦增加，有用力矩 减小 效率由于没有电刷压降，所 以效率高 中等 输出功率外形尺寸之 比高 由于电枢绕组设置在与 机壳相连的定子上，容 易散热。这种优异的热 传导特性允许减小电动 机的尺寸，所以输出功 率外形尺寸之比高 中等低。电枢产生的热 量消散在气隙内，这样 增加了气隙温度，从而 限制了输出功率外形 尺寸之比 转自惯量低。因为永磁体设置在 转子上，改善了动态响 应 转自惯量高，限制了动 态特性 速度范围比较高。没有电刷换向 器给予的机械限制 比较低，存在电刷给予 的机械限制 电气噪声低电刷的电弧将对附近的 设备产生电磁干扰 制造价格比较高低 控制复杂和价格贵简单和价格不贵 控制要求为了使电动机运转必须 要有控制器，但同样的 控制器可用于变速控制 对于个固定的速度而 言，不需要控制器有 变速要求的时候才需要 控制器 无刷直流电动机的结构及基本工作原理 无刷直流电动机转矩分析 电机本体的电枢绕组为三相星型连接，位置传感器与电机转子同轴......”。

3、“.....控制动信号经驱动电路隔 离放大后控制逆变器的功率开关管，使电机的各相绕组按定的顺序工作。 图无刷直流电动机工作原理示意图 如图所示，当转子旋转顺时针到图所示的位置时，转子位置传 感器输出的信号经控制电路逻辑变换后驱动逆变器，使导通，即 两相绕组通电，电流从电源的正极流出，经流入相绕组，再从相绕组 流出，经回到电源的负极，此时定转子磁场相互作用，使电机的转子顺时 针转动。 当转子在空间转过电角度，到达图所示位置时，转子位置传感器输 出的信号经控制电路逻辑变换后驱动逆变器，使导通，两相绕组 通电，电流从电源的正极流出，经流入相绕组，再从相绕组流出，经 回到电源负极。此时定转子磁场相互作用，使电机的转子继续顺时针转动。 转子在空间每转过电角度，逆变器开关就发生次切换，功率开关管 的导通逻辑为。 在次期间，转子始终受到顺时针方向的电磁转矩作用......”。

4、“.....机械特性较硬。在不同的供电电压驱动下，可以得到如图所示机 械特性曲线簇。 图机械特性曲线簇 当转矩较大转速较低时，流过开关管和电枢绕组的电流很大，这时， 管压降随着电流增大而增加较快，使在电枢绕组上的电压有所减小，因而图 所示的机械特性曲线会偏离直线，向下弯曲。 调节特性 无刷直流电动机的调节特性如图所示。 图调节特性 调节特性的始动电压和斜率分别为   从机械特性和调节特性可以看出，无刷直流电动机与般直流电动机 样，具有良好的调速控制性能，可以通过调节电源电压实现无级调速。但不 能通过调节励磁调速，因为永磁体的励磁磁场不可调。 工作特性 电枢电流与输出转矩的关系效率输出转矩的关系如图所示。 图工作特性 在输出额定转矩时......”。

5、“..... 无刷直流电动机的应用与研究动向 现阶段，虽然各种交流电动机和直流电动机在传动应用中占主导地位， 但无刷直流电动机正受到普遍的关注。自世纪年代以来，随着人们生活 水平的提高和现代化生产办公自动化的发展，家用电器工业机器人等设 备都越来越趋向于高效率化小型化及高智能化，作为执行元件的重要组成 部分，电机必须具有精度高速度快效率高等特点，无刷直流电机的应用 也因此而迅速增长。尤其在节能已成为时代主题的今天，无刷直流电机高效 率的特点更显示了其巨大的应用价值。 无刷直流电机转子采用永久磁铁，其产生的气隙磁通保持为常值，因而 特别适用于恒转矩运行对于恒功率运行，无刷直流电机虽然不能直接改变 磁通实现弱磁控制，但通过控制方法的改进也可以获得弱磁控制的效果。由 于稀土永磁材料的矫顽力高剩磁大，可产生很大的气隙磁通，这样可以大 大缩小转子半径，减小转子的转动惯量，因而在要求有良好的静态特性和高 动态响应的伺服驱动系统中，如数控机床机器人等应用中......”。

6、“.....目前无刷直流电机的 应用范围已遍及国民经济的各个领域，并日趋广泛，特别是在家用电器电 动汽车航空航天等领域已得到大量应用。 目前，无刷直流电机的研究主要集中在以下方面 无机械式转子位置传感器控制。 转子位置传感器是整个驱动系统中最为脆弱的部件，不仅增加了系统的 成本和复杂性，而且降低系统的可靠性和抗干扰能力，同时还需要占据定 的空间位置。在很多应用场合，例如空调器和计算机外设都要求无刷直流电 动机以无转子位置传感器方式运行。 无转子位置传感器运行实际上就是要求在不采用机械传感器的条件下， 利用电机的电压和电流信息获得转子磁极的位置 目前比较成熟的无转子位置传感器运行方式有 反电动势法包括直接反电动势法间接反电动势法以及派生出来的反 电动势积分法等。 定子三次谐波检测法。 续流二极管电流通路检测法。 但现有方法都存在各自的局限性，仍在不断完善之中。 转矩脉动控制。 存在转矩脉动是无刷直流电动机的固有缺点，特别是随着转速升高， 换相导致转矩脉动加剧，并使平均转矩显著下降......”。

7、“..... 智能控制。 随着信息技术和控制理论的发展，在运动控制领域中，个新的发展方 向就是先进控制理论，尤其是智能控制理论的应用。目前，专家系统模糊 逻辑控制和神经网络控制是三个最主要的理论和方法。其中，模糊控制是把 些具有模糊性的成熟经验和规则有机地融入到传动控制策略当中，现已成 功地应用到许多方面。随着无刷直流电动机应用范围的扩大，智能控制技术 将受到更广泛的重视......”。

8、“.....这渊源关 系从其名称中就可以看出来。有刷直流电动机从世纪年代出现以来，以 其优良的转矩控制特性，在相当长的段时间内直在运动控制领域占据主 导地位。但是，有机械接触电刷换向器直是电流电机的个致命弱点， 它降低了系统的可靠性......”。

9、“.....为了取代有刷直流 电动机的机械换向装置，人们进行了长期的探索。早在年，就 提出了用整流管代替有刷直流电动机的机械电刷，从而诞生了无刷直流电机 的基本思想。 年美国的等首次申请了用晶体管换相线路代替有刷直 流电动机的机械电刷的专利，标志着现代无刷直流电动机的诞生。 无刷直流电动机的发展在很大程度上取决于电力电子技术的进步，在无 刷直流电动机发展的早期，由于当时大功率开关器件仅处于初级发展阶段， 可靠性差，价格昂贵，加上永磁材料和驱动控制技术水平的制约，使得无刷 直流电动机自发明以后的个相当长的时间内，性能都不理想，只能停留在 实验室阶段，无法推广使用，年以后，随着电力半导体工业的飞速发展， 许多新型的全控型半导体功率器件如等相继问世， 加之高磁能积永磁材料如陆续出现，这些均为无刷直流电 动机广泛应用奠定了坚实的基础， 无刷直流电动机系统因而得到了迅速的发展。在年汉诺威贸易博览 会上，前联邦德国的公司正式推出了无刷直流电动机及其驱 动器，引起了世界各国的关注......”。