1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1 目的与意义 直流电动机是将电能通过转换变为机械能的转动装置，传统直流电动机具有良好的启动性能和调速性能等特点，在电力拖动领域中应用较为普及。但是它的电刷是采用机械换向方式，这样产生机械摩擦，甚至是电火花，从而造成它的使用寿命变短，另外直流电动机的制造成本比较高、维护修理相对困难等，由于存在以上这些缺点，它的使用范围受到了极大限制。 相比于传统直流电机，永磁无刷电机去掉了电刷和换向器等机械装置，结构上比直流电动机简单，容易做到高速，大容量，长寿命。传统的直流电机由于电刷的存在容易产生换向火花，并且产生较大的电磁干扰。换向器的机械强度和电刷磨损等问题限制了直流电机向高速长寿命方向发展。采用电子换相器的永磁无刷电机改善了电机的换相条件，不会产生机械磨损，电火花以及由此带来的电磁干扰。因而适用于可以将机电系统做更好的集成，应用于环境比较恶劣的地方。永磁无刷电机消除了电刷磨损，正常情况下电机寿命仅由轴承寿命决定，因此也特别适用于一些安装在人不可及的装备中，如高空飞行器、深海载具，以及某些长期无人职守的深井、髙山、海岛和其他偏僻地方的设备中。而相对与交流电机，包括交流同步电机和交流异步电机，永磁无刷电机控制系统相对简单，而且运行效率更高，具有可以做到很高的功率密度。 根据本课题的具体要求, 本论文的主要目的是通过了解永磁无刷直流电动机结构特点,了解及分析控制规律,最后研究、设计永磁无刷直流电动机的控制系统。1.2 国内外的研究现状分析 20 世纪 30 年代，国外出现一些研究者试图寻找机械换相器的替代品，由此“无刷电机”的概念被提出，之后人们开始探索研究，直到 1955 年，来自美国的 D.Harrison 等人第一次提出使用晶体管换向线路来替换已经被大众认可的机械换向，为此，他们还申请专利来保护自己的科研成果，这个被人们认为是无刷直流电机的雏形。1962 年，伴随着科技飞跃发展，霍尔效应再次引起人们关注，通过学者的不懈努力，最终研制成功霍尔元件，随后采用霍尔元件的无刷直流电机登上历史舞台。到了 20 世纪 70 年代以后，伴随制造工艺与电子工艺的发展，集成的 GTR、MOSFET、IGBT 等新式半导体元件接踵而至，为无刷直流电机的普及应用起到了不可低估的作用。1978年原联邦德国 MANNESMANN 公司的 INDRAMAT分部在汉诺威商业博览会上发布了 MAC 永磁无刷直流电机及其驱动系统。随着无刷直流电机的动态特性和机械特性被不断深入的研究，1986 年，H.R.Bolton 提出方波无刷直流电机，并且对其特点性能做了比较系统的剖析归纳，为今后无刷直流电机的发展方向与研究方法奠定坚实的基础。 研究人员对无刷直流电机的探讨钻研如火如荼，继而方波和正弦波无刷直流电动机被相继提出并且成功研究制造。其中，前者的反电势和供电电流波形均为正弦波，它转矩波动相比较而言较小，而且它的控制方式也较灵活，因此多用于伺服控制系统；顾名思义，后者的反电势和供电电流波形均为方波。 无刷直流电机的控制器早期由于受到科学技术发展的制约，主要采用的是结构比较简单、价格比较低廉、操作比较简易的模拟控制器，使得它的抗干扰能力比较差、控制性能达不到良好的效果。近年来软件技术发展迅速，模拟控制逐步发展为数字控制，软件程序代替硬件结构，这样不仅可以有效简化硬件电路，而且可以提高控制系统的性能。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 研究的基本内容 本文主要是设计无刷直流电机调速控制系统，主要包括无刷直流电动机工作原理及调速系统拓扑结构，无刷直流电动机和变流器数学模型，控制策略的设计，并搭建仿真平台对所提控制策略的有效性进行验证。
本文所作的主要工作包括以下几个方面：（1）了解永磁无刷直流电动机的工作原理及其调速系统拓扑结构（2）对永磁无刷直流电动机及其变流器建模（3）拟定永磁无刷直流电动机及其变流器控制策略（4）验证仿真模型对所提控制策略的有效性及分析控制性能2.2 研究的目标 通过分析永磁无刷直流电动机的结构特点、数学模型以及控制规律,来设计、研究永磁无刷直流电动机的控制器。
控制器是永磁无刷直流电动机工作的重要组成环节,在电动机本体确定的前提下,其工作性能的好坏完全取决于控制器性能的好坏。
剩余内容已隐藏，您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容！
3. 研究计划与安排
第1-3周：文献查阅，包括著作、期刊、会议论文、网络资源等；第4周：完成开题报告、论文提纲；第5周：完成英文文献翻译；第6-11周：完成理论计算及仿真；第12-16周：撰写毕业论文；第17周：完成论文及答辩ppt。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 黄晓光. 无刷直流电机控制系统研究[d].河北: 河北工程大学图书馆,2014
[2] 张琛.直流无刷电动机原理及应用(第2版)[m].北京:机械工业出版社，2004.
[3] 李发海, 王岩. 电机与拖动基础[m]. 清华大学出版社, 2005.
剩余内容已隐藏，您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容！立即支付
课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
