当各种电机和变压器的基本型式已经具备

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第二章 无刷直流电机的原理
无刷直流电机是在传统的有刷直流电机的基础上发展而来的，是一种较热门的交流调速系统，可以做成无槽、无轴承的结构。直流电机的转子即为电枢，在转子上设置多相电枢绕组，定子上可以由永磁体或者电励磁产生主磁通，结构简单、坚固，具有优良的调速性能和较低的转矩波动。直流电源经过电刷的换向给电枢绕组馈电，使得同一种磁极下的电枢电流流向相同，不同种磁极下电枢电流流向则相反，则会产生持续的转矩使转子转动。直流电机虽然展现了很好的运行性能，但是本质上具有电刷这种机械换向装置，因而限制了它的应用。为了替换掉电刷，人们想到将直流电机的定转子对调过来运转，通过变频器给电枢绕组通入符合要求的交流电，从而设计出了无刷直流电机。
2.1  直流电机的工作原理
电机的发展可以分为二个时期，第一个时期是从发现电磁感应现象开始，直到19世纪末和20世纪初，当各种电机和变压器的基本型式已经具备时为止。第二个时期是从20世纪初期到现在
。前者可称为电机初期发展时期，后者可称为近代发展时期。前期又可分为4个阶段。电磁感应定律的发现；直流电机的发展；单相和三相交流电的应用。 直流电机的作用是把电能转换为机械能。由于直流电动机具有良好的起动性能、较强的过载能力，能在很宽的范围内平滑而经济地调速，因而它被广泛地用于电力机车、城市交通、轧钢机、机床和超重设备中。 然而，不论是从电磁转矩的平稳性考虑，还是从增大电磁转矩的角度考虑；仅有一个线圈的电枢结构是很不完善的。必须增加线圈的数量，并使线圈沿电枢表面均匀分布。同时，还应使总电磁转矩等于各个线圈产生的电磁转矩之和，这样，线圈数越多，总电磁转矩越大；均匀分布的线圈越多，总电磁转矩的波动就越小。
图2-1是他励式直流电动机的模型，激磁电压为恒定电压，以得到恒定磁通；显然这一模型也适合于永磁直流电动机。 对电枢回路，可以列出如下的电动势平衡方程式： 为轴上的机械负载转矩，J为折算到轴上的等效转动惯量，为机械角速度。
2.2  无刷直流电机的运行原理
图 2-2 给出了方波永磁同步电动机的结构原理图。它主要由电动机本体、电子开关电路和转子位置传感器组成。图中，AX，BY，CZ 表示方波电动机的三相定子绕组，采用星型连接。逆变器的功率驱动电路为两两导通方式。
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