高壓無(wú)刷電機系統在工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)中的應用 

一、項目實(shí)施的背景和意義

    無(wú)刷直流電機是20世紀末,本世紀初,逐步開(kāi)發(fā)完善的一個(gè)電機的新品種,它以其優(yōu)良的轉矩特性,在運動(dòng)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應用。  

     普通的直流電機,由于需要機械換相和電刷,可靠性差,需要經(jīng)常維護,換相時(shí)產(chǎn)生電磁干擾,噪音大;而無(wú)刷直流電機以電子方式換相取代了機械換相, 隨著(zhù)永磁新材料,微電子技術(shù),自動(dòng)控制技術(shù)以及電力電子技術(shù)的發(fā)展,無(wú)刷直流電機得到了飛速的發(fā)展,由于它不僅保持了傳統直流有刷電機良好的動(dòng)、靜態(tài)調整特性,且結構簡(jiǎn)單、運行可靠、易于控制而廣泛應用于最初的軍事工業(yè)及航空航天、醫療、信息、家電以及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。

二、技術(shù)發(fā)展趨勢及國內外發(fā)展現狀

 由于無(wú)刷直流電動(dòng)機是以自控式運行的，所以不會(huì )象變頻調速下重載啟動(dòng)的同步電機那樣在轉子上另加啟動(dòng)繞組，也不會(huì )在負載突變時(shí)產(chǎn)生振蕩和失步。 

　　中小容量的無(wú)刷直流電動(dòng)機的永磁體，現在多采用高磁能積的稀土釹鐵硼（Nd-Fe-B）材料。因此，稀土永磁無(wú)刷電動(dòng)機的體積比同容量三相異步電動(dòng)機縮小了一個(gè)機座號。 

　　近三十年來(lái)針對異步電動(dòng)機變頻調速的研究，歸根到底是在尋找控制異步電動(dòng)機轉矩的方法，稀土永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機必將以其寬調速、小體積、高效率和穩態(tài)轉速誤差小等特點(diǎn)在調速領(lǐng)域顯現優(yōu)勢。 

　　 無(wú)刷電機在我國的發(fā)展時(shí)間較短,便隨著(zhù)技術(shù)的日益成熟與完善得到了迅猛發(fā)展。已在航模、醫療器械、家用電器、電動(dòng)車(chē)等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應用，并在深圳、長(cháng)沙、上海等地形成初具規模產(chǎn)業(yè)鏈。如深圳鼎拓達機電等一批專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)商，在技術(shù)上不斷推進(jìn)行業(yè)發(fā)展。

三 我公司產(chǎn)品的特點(diǎn)

 為進(jìn)一步提高控制系統的綜合性能，我公司采用國外一些大公司紛紛推出較MCU性能更加優(yōu)越的DSP（數字信號處理器）單片電機控制器，是將一個(gè)以DSP為基礎的內核，配以電機控制所需的外圍功能電路，集成在單一芯片內，使價(jià)格大大降低且體積縮小、結構緊湊、使用便捷、可靠性提高。其最大速度可達20～40MIPS，指令執行時(shí)間或完成一次動(dòng)作的時(shí)間僅為幾十納秒，和普通的MCU相比，運算及處理能力增強10～50倍，確保了系統有更優(yōu)越的控制性能,從而提高控制電機的運轉轉速精度,使之控制在0.1%以?xún)?響應時(shí)間控制在50ms以?xún)取?/span>

利用DSP數字化設計技術(shù)構建了一個(gè)體積較小的高轉速、高可靠性電機轉速控制系統。系統采用三相無(wú)刷直流電機，以位置傳感器方式，生成電機換相時(shí)序，通過(guò)硬件啟動(dòng)和鎖相環(huán)跟蹤，實(shí)現對無(wú)刷直流電機的穩速控制。該系統具有結構和子控制線(xiàn)路簡(jiǎn)單、運行可靠、維護方便等特點(diǎn)。