本文介绍了无刷直流电动机的结构、原理、主要优点,并从结构可靠性、效率、调速性能、功率/体积比、制造成本、控制成本等六个方面就四种电动机进行了比较,同时从五个方面说明了永磁无刷直流电动机的发展趋势。永磁无刷直流电动机无位置传感器控制已经成为了研究的热门,转子位置检测方法有很多,整体过程是从有传感器向无传感器发展。ML4428就是一种无位置传感器的无刷直流电动机控制器,是目前较先进的,集成度高的控制器,文中作了较详细的介绍。 转矩脉动是永磁无刷直流电动机的一大缺陷,引起转矩脉动主要有电磁、电流换相、电枢反应、齿槽效应及机械加工等五个方面的因素,削弱转矩脉动的方法概括起来从机和电两个方面进行改善。文中重点讨论了PWM控制下电机的相电流波形,并提出了在电机低速运行状态下削弱转矩脉动的方法——电流移相法。 文中建立了无刷直流电动机的电压方程,转矩方程,状态方程和等效电路,构建了在MATLAB中Simulink下的无刷直流电机的模型,并用MATLAB中Simulink下的S函数解决了电机反电势生成的难点,通过计算机仿真,结果表明,该BLDCM仿真模型运行平稳,具有较好的动静态特性,为电机设计制造及控制系统的调试提供了新的思路。 基于80C196KC的无刷直流电机控制系统的设计,调试和实验是本课题的一项重要工作。硬件设计包括主电路与控制电路两部分。主电路由电源,三相逆变桥,转子位置传感器,能量释放回路四部分组成:控制电路包括控制芯片,保护电路,系统监控,键盘及显示,驱动电路,电子换相等六大部分。软件设计包括主程序设计,电机转速M/T法测量,积分分离和抗饱和PI调节器,PWM波形的软件实现,移相控制等五个主要方面。 最后,本课题在实验室现有设备的基础,对某电机公司开发的新产品进行了实验,分为高速与低速实验,低速时开展了电流移相与非移相时的实验,通过与仿真结果进行比较,基本吻合。