無刷直流電動機的研究和開發進展
丁志剛
（寧波大學，浙江寧波310013）
摘要：介紹了無剝直流電動機的開發趨勢和****進展。指出了無刷直流電動機的問題和改進的方法。結論是，盤式無刷直流電動機是****的磁路結構方案。用脈寬調制放大器實現無刷直流電動機恒流控制的方法是****的方法。
關鍵詞：稀土****磁鐵i盤式無刷電機，位置傳感器}pwm恒流控制
中圖分類號；tm345 文獻標識碼：a 文章編號：1001-6848(2000)01-0029-02
1 引 言
稀土永磁無刷電動機效率高，性能好，體積小，重量輕，安全可靠，無需維修，壽命長，因而已經被廣泛地應用在數控機床、航空航天、計算機外圍設備等高科技領域中。現代的無刷直流電動機，其構造實際上是1臺永磁式步進電動機（一種永磁式同步電動機）。其轉子是由****磁鐵組成，定子上存在著多相繞組，如圖1所示的是常用的三相無刷電機的結構系統示意圖。除此之外，有人已經開發研制了高性能的五相直流無刷電機[1]，高性能價格比的兩相無刷直流電動機。它們使用的都是直流電源，通過如圖1所示的閉環控制線路，將直流電源按照給定的順序輪流地接通各相繞組，使無刷電動機達到給定的運行特性。可見，無刷直流電動機就其基本結構系統而言，主要包括永磁電動機本體、控制電路和位置傳感器三部分組成，其原理方框圖如圖2所示。由此可見，無刷直流電動機的性能價格比主要由上述三部分決定。
2永磁電動機本體
永磁電動機本體的性能價格比主要由所選用的永磁材料本身的性能價格比和無刷電動機磁路結構設計和工藝的合理性決定。由于高性能永磁電機所用的稀土永磁材料的成本約占電機總成本的百分之50左右，因此在永磁電動機磁路結構設計時，如何充分發揮所選用的永磁材料的作用，提高它的利用率成了最重要的問題。其次稀土永磁材料是由磁性粉末壓制燒結而成，質脆難以精密加工。稀土永磁材料構成的零件結構越復雜，就越難以加工、粘接和磁化。因此在永磁電機結構設計時，要考慮到永磁材料零件結構形狀要便于加工、粘接和磁化。這些對永磁電動機本體的性能價格比都有很大的影響。
2.1我國稀土永磁材料的性能和價格
我國是稀土大國，資源豐富。稀土永磁材料磁性能優越，用于制造電機可以大幅度地提高電機效率，節約能源，可以大大減少電機的重量，提高電機的運行性能，簡化電機結構，提高電機運行的可靠性。這就是無刷電機優越性所在。我國研究的稀土永磁材料在****磁能積方面已達到國際先進水平，生產能力已超過千噸，目前已能正常批量生產工作溫度為120～150℃甚致更高的釹鐵硼****磁鐵。防腐技術已經基本解決，成品交貨價格大約300元/kg左右，但與國外相比，仍存在較大的差距，主要是我國生產的釹鐵硼永磁材料的熱穩定性的抗氧化性尚未****解決。生產徑向磁化磁密均勻分布的高性能磁鐵技術還未過關，目前我國只能生產高磁性能的平板塊狀磁鐵和環形軸向磁化的磁鐵。而且批量生產的永磁材料產品磁性能還不穩定，分散度大，國家有關職能組織還未制定出有關裙土永磁材料性能指標和測試方法的統一標準，因此永磁材料的質量難以保證，因而影響永磁電機質量的穩定性。
2.2優化電機磁路結構設計和加工制造工藝
由于永磁電機磁路結構設計對于是否充分利用所選用永磁材料的磁性能和便于永磁材料零件的加工、粘接與充磁，提高永磁電機的性能價格比是至關重要的。因此在設計無刷永磁電機時要充分考慮到上述兩點。
目前我國永磁材料生產廠家只能提供高磁能積單向磁化的塊狀磁鐵和環形軸向磁化的磁鐵。高磁能積單向磁化的塊狀磁鐵在盤式無刷電機磁路結構中既可以得到充分利用，又便于加工、粘接和充磁，從而使盤式無刷電機本體 |
