毕业设计论文题目永磁无刷直流电机调速系统设计（院）系电气与信息工程系专业电气工程及其自动化班级 0001 学号 0001120121 学生姓名万志雄导师姓名谢卫才完成日期 2004-6-15湖南工程学院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：无刷永磁直流电机调速系统姓名万志雄系别电气与信息工程系专业电气工程及其自动化班级0001 学号指导老师谢卫才教研室主任一、基本任务及要求：阐述无刷直流电机的发展过程，基本原理和结构。
从无刷永磁直流电动机的基本原理和调速原理出发，设计出一个无刷永磁直流电机和系统。
二、进度安排及完成时间：2月16日明确设计任务书和具体安排2月20日下午设计任务书抽查2月16日-3月6日查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告3月6日抽查文献综述、开题报告撰写情况3月7日-3月21日毕业实习、撰写实习报告3月22日-5月29日毕业设计4月底毕业设计中期检查5月30日-6月15日撰写毕业设计说明书（论文）6月16日毕业设计说明书抽查（论文）6月16日-6月20日修改、装订毕业设计说明书、指导教师评阅6月18日-6月26日毕业设计答辩（公开答辩、分组答辩）前言永磁无刷直流电动机由于没有换向火花，没有无线电干扰，既具有交流电动机的结构简单，运行可靠，维护方便等一系列优点，又具有直流电动机的运行效率高，无励磁损耗以及调速性能好等诸多特点，因此被广泛用于国民经济的各个领域，并且日益普及。
所以,对于永磁无刷直流电动机的研究将是具有非常重要的意义.本文针对永磁无刷直流电动机所具有的各种优点本课题对永磁无刷直流电动机的研究基于以下几个方面:无刷直流电机本体的研究, 气隙磁场和电磁转矩的研究, 电磁转矩的研究, 电气损耗的研究, 系统仿真的研究, 换向逻辑的问题的研究, 位置传感器的设计的研究. 但是，由于许多原因，无刷永磁直流电机还存在缺陷，并没有完全适应国民经济的发展，且电机的需求量在随着国民经济的迅猛增长而不断增大。
由此可以看出，研究新型无刷直流电机是当务之急。
本课题主要从无刷永磁直流电动机的基本原理出发，阐述无刷永磁直流电动机的基本结构、控制和具体的应用,并且设计一台无刷永磁直流电动机。
本课题主要解决以下几个方面的问题:永磁无刷直流电动机的结构原理,电磁设计和具体应用.目录摘要 (Ⅰ)Abstrac (Ⅰ)第1章绪论 (1)1.1课题的研究意义 (1)1.2 课题的发展和研究概况 (1)1.3无刷电动机的分类 (4)1.3.1 按工作特性划分 (4)1.3.2 按驱动方式划分 (4)1.3.3 按转子信号检测方式划分 (4)1.3.4按磁钢的形状划分 (4)1.4 工作任务 (4)1.4.1工作任务 (4)第2章无刷电机的基本原理 (5)2.1无刷电机的基本原理 (8)2.2无刷直流电动机的运行特性 (7)2.2.1起动特性 (8)2.2.2 无刷直流电动机的工作特性 (8)2.3直流无刷电动机的基本组成环节及工作原理 (10)第3章直流无刷电动机的电磁设计┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉143.1主要尺寸与电磁负荷┉┉┉┉┉┉┉┉┉………┉┉┉┉┉…┉┉┉┉┉ 143.2磁路的计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ (19)3.3直流电机的绕组┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉…………┉┉┉ 243.4设计程序┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ (34)第4章直流无刷电动机的控制┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉…┉┉┉┉┉┉┉ 374.1换向的控制┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ (37)4.2启动电流的控制┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ (38)4.3转速的控制┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ (38)第5章直流无刷电动机的应用┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ (39)结束语┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ (42)致谢 (43)无刷永磁直流电机调速系统摘要：无刷永磁直流电机随着电力电子技术的发展，许多新型的高性能半导体功率器件，如GRT、MOSFET、IGBT等相继出现以及高性能永磁材料，如稀土永磁材料的问世，为无刷直流电动机的广泛应用奠定的基础，无刷永磁直流电机正在以其特有的优势不断蓬勃发展。
为了能对无刷直流电机有一个足够并且更深入的认识，本课题从无刷永磁直流电机的结构、原理、控制以及具体的应用方面展开了讨论，特别是在原理方面，从而为后面的控制部分打下基础，并且依据自己的思路，试着设计一台电机，希望自己能把所学的知识应用到实际。
最后，通过对无刷永磁直流电机在轻型汽车上的应用结束设计的内容。
关键词:无刷永磁直流电机、控制、应用。
the System of Speed Adjustment for Permanent MagnetBrushless DC MotorAbstract：With the development of Power Electronic Technique and the following appearance of many high capability semiconductor, such as GRT、MOSFET、IGBT. And some high quality permanent magnetic material also gives Direct Current Electromotor a good foundation, such as rare earth. As a result, Direct Current Electromotor is developing vigorously. In order to make Direct Current Electromotor more familiar ,I want to see the structure、principle 、control and the practical use of the Direct Current Electromotor. Especially, I spend a lot ink to study the electromotor’ principle, so I can make the control part more easily. And I also want to design an electromotor in order to throw the knowled ge I have learnt into practice. At last, I have a dream that all buses’ motor can be replaced by Direct Current Electromotor, so that we can save more energy and make the world more beautiful.Keywords: Permanent Magnet Brushless Direct Current Electromotor、control and Application.第1章绪论1.1直流无刷电动机的研究意义随着科学技术的不断发展，电机对人们的影响是越来越大。
而无刷直流电机所具有的各种优越性，更是在整个国民经济中产生着巨大的影响。
无刷直流电机由于没有换向器（整流子）和电刷组成的机械接触机构，并且它通常采用永磁体为转子，没有励磁损耗，且发热的电枢绕组又通常装在外面的定子上，这样热阻较小，散热容易。
所以，它没有换向火花，没有无线电干扰，寿命长。
它既具有交流电动机的结构简单，运行可靠，维护方便等一系列优点，又具有直流电动机的运行效率高，无励磁损耗以及调速性能好等诸多特点，因此被广泛用于国民经济的各个领域，并且日益普及。
但是，由于许多原因，无刷永磁直流电机还存在缺陷，并没有完全适应国民经济的发展，且电机的需求量在随着国民经济的迅猛增长而不断增大。
由此可以看出，研究新型无刷直流电机是当务之急。
1.2课题的发展和研究概况早在本世纪三十年代，就有人开始研制以电子换向来代替机械换向的直流无刷电动机，并取得了一定的成果。
但由于当时的大功率器件还只是处于初级发展阶段，没能找到理想的换向元器件，使得这种电机只是停留在实验室研究阶段，而无法推广。
1955年，美国D．哈利森等人首次申请了应用晶体管换向代替电动机机械换向的专利，这就是现代直流无刷电动机的雏形。
但由于该电动机无启动转矩而不能产品化。
而后又经过人们的多年努力，借助霍耳元件来实现换向的直流无刷电动机终于在1962年问世，从而开创了直流无刷电动机产品化的新纪元。
70年代以来，随着电力电子工业的飞速发展，许多高性能半导体功率器件，如GRT，MOSFET，IGBT等相继出现，以及高、性能永磁材料的出现，如稀土永磁材料的问世，均为直流电机的发展以及广泛应用奠定的坚实的基础。
由于直流无刷电动机既具备交流电动机的结构简单,运行可靠,维护方便等一系列优点,又具备直流电动机的运行效率高,无励磁损耗以及调速性能好等诸多特点,故在当今国民经济中的各个领域,如医疗器械,仪器仪表,化工,轻防以及家用电器等方面的应用日益普及.如计算机硬盘驱动器和软盘驱动器里的主轴电动机,录象机中的伺服电动机,均数以百万计的运行着直流无刷电动机.近些年来，我国在微小功率范畴内的无刷直流电动机发展较快，尤其是应用于不同领域的特殊类型的直流无刷电机的市场需求量很大。
大体类型如下：计算机外存储器以及主轴驱动用扁平式无铁心电机结构，小型通风机用外转子电机结构，家电用多极磁场结构及内装式结构，电动自行车用多极外转子结构等。
家用电器如：空调的电机正由3A 转向3D ，需要大量的中小功率无刷直流电动机。
我国稀土材料储量的丰富，更是为高性能的无刷直流电机的发展创造了有利条件。
国内对无刷电机的研究主要集中在电动车辆，航天领域以及空调电机的应用上。
据统计，在国外自1985年以后无刷直流电机的年增长率大50﹪，在日本其年产量突破亿台。
而在我国，直流无刷电机的产品还太少且尚未形成大规模生产。
但是随着无刷永磁直流电机的不断发展，国民经济的不断进步，其需求量将不断增加，且必将为我国的建设事业锦上添花。
因此，永磁直流无刷电机的研制与开发是意义十分重大的。
本文将基于无刷直流电机的三个基本组成结构，从以下几个方面介绍无刷直流电机的研究现状。
具体如下：1.2.1无刷直流电机本体的研究1.2.1.1主要尺寸，相数，槽数及绕组连接方式的确定。
主要尺寸的计算方法一般按下试计算：2168.4B A K K m p n l D w N i ⋅⋅⋅⋅'⋅='⋅⋅φα式中，21i D ---电枢直径，m l ---电枢铁心计算长度，mp ' ---计算功率。