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低速永磁无刷直流电机及其控制探究 　　摘 要：随着社会经济的不断发展与进步，工业生产技术的不断创新与完善，低速永磁无刷直流电机发展实现了质的飞跃。与传统永磁有刷直流电机相比较，现代低速永磁无刷直流电机具有更加明显的应用控制优势，其具备了良好的控制性能、启动与调速特性以及应用范围广泛等，能够有效确保各项设备安全稳定持续的运行。此外，低速永磁无刷直流电机在运行过程中不会产生巨大的噪声和高热量、磨损程度小，有利于企业生产水平的提升。本文将进一步对低速永磁无刷直流电机及其控制展开分析与探讨 关键词：低速；永磁；无刷直流电机；控制系统 DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.019 0 引言 当前是一个科学技术化的时代，低速永磁无刷直流电机发展应用要与时俱进，跟上时代前进的脚步。由于低速永磁无刷直流电机具有机械特性良好、过载能力强、高效节能以及控制操作简单等优势，因此被普遍应用在市场各个行业领域当中，促使各个企业在最低成本下创造出最大的经济效益和社会效益。为了最大程度提升低速永磁无刷直流电机的使用性能，相关研究机构必须有效采取抑制其齿槽脉动的解决措施，确保低速永磁无刷直流电机能够安全可靠的运行，避免企业造成严重的经济损失 1 低速永磁无刷直流电机的相关结构和工作原理 低速永磁无刷直流电机的构成主要包括了三个部分，它们分别是永磁电机主体、功率电子开关以及转子传感器。当前，永磁无刷直流电机主要分为了两种类型，一种是分装式，另一种则是整体式。其中，分装式结构是一种无框架的电动机，而整体式电机则主要提供涵盖了轴承、转轴、壳体以及相关装置等整套的直流电机装置。相对于分装式永磁无刷直流电机，整体式结构电机的优势在于方便用户管理和维护，能够节省更多人力和财力 永磁无刷直流电机还可以分为内转子式结构、外转子式结构以及双定转子结构。例如，内转子式结构的无刷直流电子在其铁心内部存在多相对称绕组，不同绕组之间构成三角形或者星形，同时还分别与逆变器中的所有开关管进行连接工作。在永磁无刷直流电机中普遍使用的永磁材料特征为高剩磁密度、高矫顽力；外转子结构永磁无刷直流电机的特征为将电枢放在设备内部，而将具有永磁体的转子置于外部。外转子结构形式一般可概括为三种，它们分别是表面式磁极结构、嵌入式磁极结构以及环形磁极结构。内转子结构与外转子结构直流电机之间差异性入下图1所示 在低速永磁无刷直流电机中电枢绕组连接方式主要包括了两种，一种是星形连接绕组，另一种则是封闭式连接绕组。不同电枢绕组连接方式与电子换向电路结合可以形成多元化的组合方式。例如，星形绕组与桥式绕组、三相封闭式连接绕组与桥式线路组合等等 当低速永磁无刷直流电机在运行过程中，转子位置传感器所获取的信号在分析处理后会科学按照标准逻辑程序，促使一些与电枢绕组互相连接的功率开关晶体管在特定时刻完成停止或者导通操作。此时，直流电机电枢绕组中之前未能够接通电流的绕组就会接入电流，相反之前接通电流的绕组就会关闭电流或者是促使电流流通方向发生变化，这样以来就导致定子磁状态出现改变现象。我们通常将这种采用电子电路去完成电枢绕组内电流变化的过程叫做为电子换向。电流在绕组中每换流一次，就会直接导致定子磁场发生变化，在持续换流过程中，就会有效形成一个跳跃式的旋转磁场 转子位置传感器在低速永磁无刷直流机中主要发挥出了两个重要作用，一个是明确了电子换向电路驱动线路中功率晶体管的导通角，这样能够让工作人员科学判断分析出电枢磁场的磁状态；而另一个作用就是在转子位置传感器的辅助下，完成对转子所处位置的检测工作，这样有利于技术人员去明确转子换向和驱动线路的正确导通顺序[3] 2 低速永磁无刷直流电动机的主要控制措施 2.1 有位置传感器控制 低速永磁无刷直流电机的稳定运行离不开三个核心部件，它们分别是永磁电机本体、转子位置传感器以及功率电子开关电路。其中，转子位置传感器主要负责获取产生转子位置信号，在分析处理后将其有效送到转子位置译码电路，接着在逻辑变换和放大程序下，成功将位置信号转换成科学正确的换向顺序信号，这样一来就能够完成起动导通所相对应的各个功率开关部件，同时还可以确保其按照一定规范次序进行接通或者断开绕组，在整个过程中直流?机电驱产生的步进磁场和转子永磁磁场会一直维持均衡的垂直关系，从而保障永磁无刷直流电机产生最大的转矩。就比如，企业在使用8051单片机控制系统工作中，直流电机定子三相绕组Y连接，通常情况下桥式主电路所采取的通电手段为两两互通。通过将8051单片机P2口设置为输入口，它的主要功能是负责送入位置检测信号H1/H2/H3；接着将8051单片机P1口设置成输出口，其中P1.0、P1.1、P1.2口经方向驱动门74LS06控制P