包邮真流无刷电动机原理与技术应用

nbsp; 言
    现代工业自动化技术是信息社会中的关键技术和核心技术之一。自动化技术促
  进了人类文明的发展。实现工业生产自动化可以提高系统性能、改善劳动条件、减
  轻劳动强度、大幅提高生产率、节约能源、提高产品质量和经济效益。自动化设备
  可以代替人完成各类高危作业。
    现代工业自动化系统已呈现开放性、智能化、信息化与网络化的特点，它融合
  了自动化技术、信息技术、现代控制技术、网络技术、通信技术、先进制造技术及
  现代管理学等诸多学科的先进技术，需要各学科的专家及工程技术人员通力合作，
  从而实现多学科专业知识与系统集成、形成实现现代工业自动化发展的手段或
  模式。
    为了推广现代工业自动化技术的应用，总结、发展和提高我国工业自动化技术
  的应用水平，培养高水平的工程技术人才，帮助工作在生产**线的工程技术人员
  能够及时拓展知识结构，较全面地了解和掌握现代工业自动化领域中的*新技术和
  应用，中国电力出版社组织编写了《现代工业自动化技术应用丛书》。
    一、丛书的编写宗旨
    团结组织工业自动化领域的专家、学者、科技工作者、工程技术人员和团体，
  共谋策划与编写，促进我国工业自动化技术的繁荣和发展。
    二、丛书的编写原则
    1．以技术应用为主。理论与实践密切结合，通过剖析工程实例，介绍*新技
  术和产品的应用，以适应工业现场的需要。可操作性强。
    2．丛书各分册均以现场应用实际或范围划分。各分册之间既相互联系又自成
  体系。
    3．编委会特邀请该领域有扎实理论基础并富有实践经验的专家、学者和工程
  技术人员来承担编写工作。
    三、丛书读者对象
    以工程技术人员为主要读者对象，也适宜科研人员和大中专院校师生参考。
    我们相信《现代工业自动化技术应用丛书》的出版必将对我国工业自动化
  技术的应用起到积极作用。编写出版《现代工业自动化技术应用丛书》对于我
<节选内容>=们是一种全新的尝试，难免存在一些问题，希望广大读者给予支持和帮助，我们
的联系方式是m。』ingying@cepp．c。m．cn。同时，热忱希望各行业从事工业自动
化及相关技术的专家、学者、工程技术人员借此机会积极参与，将您在工作实践
中获得的丰富经验总结出来，共同为提高我国工业自动化技术的应用水平作出
贡献。
    《现代工业自动化技术应用丛书》
    编委会
前言
    直流无刷电动机*本质的特征就是没有机械换向器(换向器通常也称为整流
子)和电刷所构成的在运动中机械接触式换流机构，而代之以永磁转子磁极位置
传感器——电子逻辑电路和功率开关线路共同组成的电子换相器，实现了直流电动
机由直流电源供电逆变成电动机绕组内部的交变电流，从而实现机电能量转换，把
电能变成了机械能。直流无刷电动机保持了直流有刷电动机优良的调速性能，克服
了旋转运动机械换向器和静止电刷构成的换流机构所带来的一系列缺点，成为当代
在机电能量转换和运动控制中主要形式的动力元件。
    19世纪40年代，**台直流电动机研制成功，经过70多年的发展，直流电
动机进入了成熟阶段，实现了广泛应用。随着调速手段的提高，对直流电动机本身
的要求也愈来愈高，机械换向机构在某些高性能应用场合显得难以胜任。为了取代
传统的换向器结构，人们对此作了长期研究。1915年，美国人兰格米尔(Lang—
mill)发明了带控制极的水银整流器，制成了由直流变交流的逆变装置。20世纪
30年代，有人提出用离子装置实现电动机的定子绕组按转子位置换接的所谓整流
子电动机。但此种电动机由于可靠性差、效率低、装置庞大笨重而又复杂，只停留
在实验室里，没有实用意义。
    半导体技术的发展，使开关型晶体管问世，为直流无刷电动机的诞生创造了新
的生机。1955年，美国哈利森(Harrison)等人首先申请了用晶体管换向代替电动
机电刷接触换向的专利，形成直流无刷电动机的雏形，但这种电动机没有起动转
矩。其后，人们经过不断地试验研究，在20世纪60年代初期，终于找到了用霍尔
元件等位置传感器和电子换向线路来代替直流有刷电动机的机械换向装置，使真正
的直流无刷电动机问世。随着对新型位置传感器研究的深入、电力电子器件的发
展、永磁材料的进步，各种新型的直流无刷电动机不断涌现出来，满足了各个不同
领域的需要。70年代初期，由德国人Blasehke提出所谓的矢量控制理论，把直流
无刷电动机的性能控制水平提高到一个新高度，极大地推动了其在高性能领域里的
应用。
    在有些场合下，希望能缩短电动机的轴向尺寸，人们试图研发一种没有附加转
子磁极位置传感器的直流无刷电动机。德国人米斯林格(Micslinger)提出了采用
电容移相实现换流的方法。在此基础上，德国人哈尼特司(Hanitsch)等人借助于
数字环形分配器和过零鉴别器的组合来实现换流，而没有应用附加的位置传感器。
    由于直流无刷电动机既具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一
系列优点，又具备直流电动机运行效率高、噪声低、调速性能好等诸多特点，故在
    国民经济各部门、军工行业、航天、家用电器等方面都得到了广泛应用。直流无刷
    电动机本身涉及到多方面传统的机电技术，也包含着许多新技术，而且目前还在不
    断地有新技术融入其中。随着新型大功率器件的发展、永磁材料性能的改善、价格
    的降低、控制技术的应用，直流无刷电动机必将得到更大的发展。
    本书以书后所列的参考文献为基础，结合了作者在教学和科研工作中的经验与
    学习心得编写而成，目的在于为工矿企业中的有关科技人员和初学者提供一本人门
    的参考读物。本书从直流电动机与直流无刷电动机的比较简介开始，着重介绍了直
    流无刷电动机的整体结构特点、工作原理、绕组构造、磁性材料，指出了直流电动
    机的“机械换向器”与直流无刷电动机的“电子换相器”的区别。文中对直流无
    刷电动机的矢量控制原理与应用也作了简要介绍。
    由于作者水平有限及编写时间仓促，书中难免存在不妥和不足之处，恳请各位
    专家与广大读者批评指正。
    编著者
    2007年7月