无轴承无刷直流电机研究现状及发展趋势

无轴承无刷直流电机是一种高性能的新型电机,它将无刷直流电机和磁悬浮轴承功能集成一体,使其不仅具备磁轴承无摩擦、无磨损、高速度、寿命长等特点,还具有无刷直流电机的效率高、体积小、结构简单的优势,潜在发展和应用前景非常广阔。本文介绍无轴承无刷直流电机的结构特点、悬浮力产生的原理,从电机结构、控制策略方面分析了无轴承无刷直流电机的国内外发展现状,并根据无轴承无刷直流电机的优势及存在的问题,分析了未来无轴承无刷直流电机的研究发展趋势,为今后进一步开展无轴承无刷直流电机的研究提供参考。     

无轴承无刷直流电机的研究、应用及发展趋势

无轴承无刷直流电机是采用了无轴承技术的高性能无刷直流电机,它不仅具有无刷直流电机体积小、效率高、维护简便、调速性能好等特点,还兼备磁轴承无摩擦、无需润滑、洁净和寿命长等优点。该文首先介绍无轴承无刷直流电机悬浮力产生原理;其次针对国内外无轴承无刷直流电机已开展的研究工作,对其关键技术的研究现状进行归纳总结;然后阐述该电机在血液泵、飞轮储能等应用领域的研究;最后,为了提升无轴承无刷直流电机的性能,分析其现存的问题,展望无轴承无刷直流电机未来的发展趋势。     

无传感器无刷直流电机新型控制策略综述

无刷直流电机不仅保留了普通直流电机的优点,而且又具有交流电机结构简单,运行可靠,维护方便等优点,其应用和研究都受到了广泛的重视。本文介绍了无刷直流电机的工作原理和控制特点,结合国内外关于无刷直流电机无传感器控制策略的相关文献,综述了几种新型的位置检测算法,并分析各个控制算法的优缺点,最后给出了无刷直流电机无传感器控制策略的发展趋势。     

高速无刷直流电机控制与无传感器测速研究

研究了一种基于数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,简称DSP)的高速运行下无位置传感器无刷直流电机的控制和测速方法。它基于DSP通过锁相环策略来实现无位置传感器无刷直流电机的稳速控制,采用数字、模拟混合法来实现对高速运行下的无刷直流电机转速的测量。阐述了锁相环的工作原理,两相无刷直流电机的工作原理和高速电机的测速原理,通过对系统硬件电路和软件算法的设计实现了无位置传感器无刷直流电机稳速控制和测速。试验表明,基于DSP的无刷直流电机稳速控制和测速系统稳速精度小于0.01%,系统满足了设计要求。     

无刷直流电机的无位置传感器DSP控制

本文介绍了无刷直流电机的DSP控制,详细介绍了在无刷直流电机控制中反电势检测换相的原理;反电势、电流检测的管理;以及反电势检测相位的软件法实时修正。并介绍了基于DSP的无刷直流电机的控制算法及其启动运行控制过程。     

无刷直流电机转子位置检测技术综述

无刷直流电机是一种先进的机电一体化装置,无刷直流电动机及控制技术由于其本身特点,使其成为驱动控制领域的研究焦点。该文根据无刷直流电机无位置传感器控制特点,分析了无刷直流电机工作原理,结合国内外基于无刷直流电机转子位置检查控制的相关文献,综述了无刷直流电机转子位置检测控制方法发展概况,并针对每种控制方法阐述了其优缺点。     

无刷直流电机的无位置传感器DSP控制

本文介绍了无刷直流电机的DSP控制，详细介绍了无刷直流电机控制中反电势检测换相的原理，反电势，电流检测的管理，以及反电势检测相位的软件法实时修正。并介绍了基于DSP的无刷直流电机的控制算法及其启动运行控制过程。     

无刷直流电机可靠性及其故障模式分析

建立无刷直流电机的可靠性串联模型,并分析了无刷直流电机的故障模式。绕组、轴承和驱动控制线路的失效是无刷直流电机的主要失效模式,由此通过元器件计数法和应力分析法在无刷直流电机的设计阶段对可靠性进行了预估。     

无刷直流电机转矩脉动控制技术

无刷直流电机不仅高扭矩、结构简单、效率高,且具有直流电机优良的调速性能、控制性能好,在各个领域应用前景广泛。现介绍无刷直流电机的背景和现状,重点对无刷直流电机转矩脉动的控制策略进行分析。     

基于dSPACE无刷直流电机无位置传感器控制的研究

针对无刷直流电机梯形反电动势波形的特点,采用一种可保证无刷直流电机在最大转矩安培比条件下大范围运行的控制方法———3次谐波法,实现了无刷直流电机无位置传感器的控制。仿真和实验结果证明了其良好的控制性能。     

一种新颖的无刷直流电机控制方法的研究

针对传统无刷直流电机120°导通型控制方法存在转矩脉动大，不能适应高精度高稳定性要求的缺点，提出了一种新的广角波控制方法，通过控制相电压使相电流达到准正弦波。与传统控制方法相比，采用广角波控制后转矩脉动从原来的14%下降到3.4%，出力增加了3.5%，而且可以利用非导通相检测反电势过零点，实现无位置传感器控制。广角波控制不但具有转矩脉动小、出力大、控制简单等优点，而且实现了无位置传感器控制，适用于高性能场合。     

无刷直流电机广角波控制方法的研究

针对传统无刷直流电机120°导通型控制方法存在转矩脉动大,不能适应高精度高稳定性要求的缺点,提出了一种新的广角波控制方法,通过控制相电压使相电流达到准正弦波。与传统控制方法相比,采用广角波控制后转矩脉动从14%下降到3.4%,出力增加了3.5%,而且可以利用非导通相检测反电势过零点,实现无位置传感器控制。广角波控制不但具有转矩脉动小、出力大、控制简单等优点,而且实现了无位置传感器控制,适用于高性能场合。     

A novel microcontroller-based sensorless brushless DC (BLDC) motor drive for automotive fuel pumps

This paper presents a novel back-electromotive-force (EMF) detection method for sensorless brushless DC (BLDC) motor drive systems. By this method, a true back-EMF signal can be directly extracted for each phase without sensing the neutral point of the motor. The method proposed is not sensitive to switching noise and requires no filtering. Good motor performance is achieved over a wide speed range as well. This novel sensing scheme is implemented into a hardware macro cell inside a mixed-signal microcontroller. The proposed microcontroller-based sensorless BLDC drive system has been successfully applied to automotive fuel-pump applications, which require high reliability and intelligence at a low cost.     

A practical sensorless commutation method based on virtual neutral voltage for brushless DC motor

This paper presents a low‐cost and highly practical sensorless control method for brushless DC (BLDC) motor drives. The developed methodology can generate an accurate commutation signal for the BLDC motor by sensing the back electromotive force zero‐crossing point through the virtual neutral voltage of the motor. Since commutation control is critical for the BLDC motor control, a voltage‐controlled phase shifter comprising a hysteresis comparator and voltage‐controlled resistor is proposed in order to perform phase compensation at different speeds and prevent rapid output oscillations due to noise or high‐frequency ripples in the virtual neutral voltage. Finally, several experiments have been performed on a prototype motor to verify the theoretical analysis and demonstrate the practicality and reliability of the proposed sensorless drive method. © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

A sensorless drive system for brushless DC motors using a digital phase‐locked loop

This paper proposes a sensorless drive system for Brushless DC (BLDC) motors using a Digital Phase‐Locked Loop (DPLL). The Back Electromotive Force (BEMF) voltage is measured from the motor winding to determine the permanent magnet rotor position using the DPLL, and Pulse Width Modulation (PWM) limits the motor current to control the speed of BLDC motors. The proposed method can drive BLDC motors using an open‐loop control without stepping out. Also, the proposed method is compared experimentally with a control method that uses Hall sensors. Experimental results for the BLDC motor show the effectiveness of the proposed method. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 142(1): 57–66, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10074     

基于数字信号处理器的无位置传感器无刷直流电机起动方法

对反电动势检测转子位置的无传感器无刷直流电机的控制方法进行了研究。分析了几种常用的电机起动方法。阐述了利用dsPIC30F6010芯片实现无位置传感器无刷直流电机预定位起动的方法，给出了相电流和转速波形。试验结果表明，该方法具有起动稳定、可靠的特点。     

基于数字信号处理器的无位置传感器无刷直流电机起动方法

对反电动势检测转子位置的无传感器无刷直流电机的控制方法进行了研究。分析了几种常用的电机起动方法。阐述了利用dsPIC30F6010芯片实现无位置传感器无刷直流电机预定位起动的方法,给出了相电流和转速波形。试验结果表明,该方法具有起动稳定、可靠的特点。     

基于DSP的无刷直流电动机的控制设计

无位置传感器无刷直流电动机的控制实现方案一直是近年的研究热点。文中介绍了一种新颖的以电流注入方式求得凸极转子位置的检测方法，并给出了基于DSP的无刷直流电机无位置传感器的控制方案及其软硬件设计。     

磁悬浮飞轮用无刷直流电动机无位置传感器控制研究

给出了一种有效的磁悬浮飞轮(MSFW)用无刷直流电动机无位置传感器控制方法。将不导通相端电压选出与电压参考信号进行比较得到一个方波信号,此信号发生改变时即是不导通相绕组反电动势过零点,延时30°电角度进行换相。实验结果表明,这种无位置传感器控制方法能够在较大的速度范围内有效地进行换相和控制,能大大提高磁悬浮飞轮运行的可靠性和安全性。     

一种半桥驱动的无刷直流电机位置检测方法

绝大多数的无位置传感器无刷直流电机位置检测方法都是基于全桥驱动电路进行设计的。半桥驱动电路结构简单、体积小、功耗低、易于控制,亦得到了广泛应用。该文针对带有电压斩波器的半桥驱动电路,给出了一种改进的端电压反电势位置检测方法,该方法巧妙地解决了PWM开关干扰和换相干扰对位置检测的影响,无需对端电压进行滤波或采样保持,直接通过电压比较和逻辑处理即可检测位置信号,无滤波器延时,检测精度高,实现简单。在Matlab环境下建立了仿真模型,验证了该方法的可行性和有效性。