开题报告无刷直流电机转矩脉动抑制.docVIP

毕业设计(论文)开题报告 题 目： 无刷直流伺服电机 转矩脉动抑制的研究 学生姓名： 寇兴元 学 号： 080802132 专 业： 自动化 指导教师： 刘慧贤 2012年3月15日  开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）； 4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年2月26日”或“2004-02-26”。 1 文献综述 1.1 本课题的研究意义 近年来,直流电机以其体积小、结构简单、功率密度高、输出转矩大、动态性能好等特点而得到了广泛应用[1],尤其是在机器人、精密电子仪器与设备等对电机性能、控制精度要求较高的场合和领域,其应用和研究更是受到普遍重视[2]。 无刷直流电动机由电机本体、驱动器、位置传感器三部分组成。与普通有刷直流电机不同,无刷直流电动机的电枢绕组绕制在定子上,与异步电动机相似接成三相对称星形, 转子磁钢采用径向结构布置,钕铁硼永磁体安装在转子表面, 这种稀土永磁材料其相对导磁率近于空气, 永磁体可以看作气隙的一部分,无凸极效应的影响, 电机的气隙是均匀的。位置传感器相当于普通无刷直流电动机的电刷, 反映出转子位置, 决定着绕组电流的相位及绕组磁势在空间的分布。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成, 接受电动机的启动、停止、制动信号, 控制电动机的运行;接受位置传感器信号和正反转信号, 控制逆变桥各功率管的通断, 产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号, 控制和调整转速, 提供保护和显示等[3]。 无刷直流电机具有体积小, 重量轻, 结构简单, 运行可靠, 效率高等一系列优点, 并且, 无刷直流电机更因其控制简单的优势在各方面都得到了越来越广泛的应用。但是, 无刷直流电机固有的电磁转矩脉动问题会较大影响电机的转速和伺服性能, 制约了其进一步的发展[4]。因此,抑制无刷直流电机转矩脉动, 成为了人们一个重要的研究方向与目的。 1.2 国内外发展现况及趋势 1.2.1 国外研究发展状况 国外对无刷直流电动机的研究较早，在20世纪80年代初就已经开始正式生产和应用了[5]。20多年以来，随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术以及电力电子技术 特别是大功率开关器件的发展，无刷电动机得到了长足的发展[6]。无刷直流电动机已经不是专指具有电子换相的直流电机,而是泛指具有有刷直流电动机外部特性的电子换相电机。无刷直流电动机不仅保持了传统直流电动机良好的动、静态调速特性，且结构简单、运行可靠、易于控制。其应用从最初的军事工业，向航空航天、医疗、信息、家电以及工业自动化领域迅速发展[7]。宇航和军事装备领域属于高科技产业，技术含量高。在航空航天领域，由于高真空，无刷直流电动机的优势是最明显的。如宇宙飞船中用的各种泵，使用了许多的无刷直流电动机。随着现代军事装备的发展，对军用微特电机提出高性能、高精度、高可靠性和轻型化的严格要求，同时提出耐恶劣环境的要求，如高低温、高空、振动冲击和三防等特殊要求。这使无刷直流电动机的优势得到了充分的发挥，据估算，军用微特电机约占微特电机5% 左右，这其中无刷直流电动机占了很大的比重[8]。无刷直流电动机正在高性能的应用领域内逐步取代其它类型电机，占据主导地位是一个不可逆转的趋势[9]。 1.2.2 国内发展趋势 国内在这方面起步稍晚，但最近已逐渐与国际水平缩小了技术差距，无刷直流电机广泛应用于自动化、家电、电子信息产业、航空航天和现代军事装备等领域，生产和应用规模取得巨大发展[10]。 作为新型机电一体化产品，无刷直流电动机其鲜明的技术特征得到家电业界的广泛认同，无刷直流电动机在较大的转速范围内可以获得较高的效率，更适合家电的需要，因此其应用面不断扩大，用量也大幅提高，甚至是数以亿台计。目前我国变频家用电器正在由“交流变频”向“直流变频”转变，从单相异步电机供电，现已被无刷直流电动机及其控制器所取代。由于可以获得更好的