无刷直流电动机的研究和开发进展
丁志刚
（宁波大学，浙江宁波310013）
摘要：介绍了无剥直流电动机的开发趋势和****进展。指出了无刷直流电动机的问题和改进的方法。结论是，盘式无刷直流电动机是****的磁路结构方案。用脉宽调制放大器实现无刷直流电动机恒流控制的方法是****的方法。
关键词：稀土****磁铁i盘式无刷电机，位置传感器}pwm恒流控制
中图分类号；tm345 文献标识码：a 文章编号：1001-6848(2000)01-0029-02
1 引 言
稀土永磁无刷电动机效率高，性能好，体积小，重量轻，安全可靠，无需维修，寿命长，因而已经被广泛地应用在数控机床、航空航天、计算机外围设备等高科技领域中。现代的无刷直流电动机，其构造实际上是1台永磁式步进电动机（一种永磁式同步电动机）。其转子是由****磁铁组成，定子上存在着多相绕组，如图1所示的是常用的三相无刷电机的结构系统示意图。除此之外，有人已经开发研制了高性能的五相直流无刷电机[1]，高性能价格比的两相无刷直流电动机。它们使用的都是直流电源，通过如图1所示的闭环控制线路，将直流电源按照给定的顺序轮流地接通各相绕组，使无刷电动机达到给定的运行特性。可见，无刷直流电动机就其基本结构系统而言，主要包括永磁电动机本体、控制电路和位置传感器三部分组成，其原理方框图如图2所示。由此可见，无刷直流电动机的性能价格比主要由上述三部分决定。
2永磁电动机本体
永磁电动机本体的性能价格比主要由所选用的永磁材料本身的性能价格比和无刷电动机磁路结构设计和工艺的合理性决定。由于高性能永磁电机所用的稀土永磁材料的成本约占电机总成本的百分之50左右，因此在永磁电动机磁路结构设计时，如何充分发挥所选用的永磁材料的作用，提高它的利用率成了最重要的问题。其次稀土永磁材料是由磁性粉末压制烧结而成，质脆难以精密加工。稀土永磁材料构成的零件结构越复杂，就越难以加工、粘接和磁化。因此在永磁电机结构设计时，要考虑到永磁材料零件结构形状要便于加工、粘接和磁化。这些对永磁电动机本体的性能价格比都有很大的影响。
2.1我国稀土永磁材料的性能和价格
我国是稀土大国，资源丰富。稀土永磁材料磁性能优越，用于制造电机可以大幅度地提高电机效率，节约能源，可以大大减少电机的重量，提高电机的运行性能，简化电机结构，提高电机运行的可靠性。这就是无刷电机优越性所在。我国研究的稀土永磁材料在****磁能积方面已达到国际先进水平，生产能力已超过千吨，目前已能正常批量生产工作温度为120～150℃甚致更高的钕铁硼****磁铁。防腐技术已经基本解决，成品交货价格大约300元/kg左右，但与国外相比，仍存在较大的差距，主要是我国生产的钕铁硼永磁材料的热稳定性的抗氧化性尚未****解决。生产径向磁化磁密均匀分布的高性能磁铁技术还未过关，目前我国只能生产高磁性能的平板块状磁铁和环形轴向磁化的磁铁。而且批量生产的永磁材料产品磁性能还不稳定，分散度大，国家有关职能组织还未制定出有关裙土永磁材料性能指标和测试方法的统一标准，因此永磁材料的质量难以保证，因而影响永磁电机质量的稳定性。
2.2优化电机磁路结构设计和加工制造工艺
由于永磁电机磁路结构设计对于是否充分利用所选用永磁材料的磁性能和便于永磁材料零件的加工、粘接与充磁，提高永磁电机的性能价格比是至关重要的。因此在设计无刷永磁电机时要充分考虑到上述两点。
目前我国永磁材料生产厂家只能提供高磁能积单向磁化的块状磁铁和环形轴向磁化的磁铁。高磁能积单向磁化的块状磁铁在盘式无刷电机磁路结构中既可以得到充分利用，又便于加工、粘接和充磁，从而使盘式无刷电机本体 |
