【正文】 類推。當轉(zhuǎn)子繼續(xù)沿順時針每轉(zhuǎn)過60176。電角度時，功率開關(guān)管的導(dǎo)通邏輯為：T3TT3TT5TT5TT1T6……，則轉(zhuǎn)子磁場始終受到定子合成磁場的作用并沿順時針方向連續(xù)轉(zhuǎn)動。在圖2(a)到(b)的60176。電角度范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)子磁場順時針連續(xù)轉(zhuǎn)動，而定子合成磁場在空間保持圖2(a)中Fa的位置不動，只有當轉(zhuǎn)子磁場轉(zhuǎn)夠60176。電角度到達圖2(b)中Ff的位置時，定子合成磁場才從圖2(a)中Fa位置順時針躍變至34(b)中Fa的位置?？梢姸ㄗ雍铣纱艌鲈诳臻g不是連續(xù)旋轉(zhuǎn)的磁場，而是一種跳躍式旋轉(zhuǎn)磁場，每個步進角是60176。電角度。 當轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過60176。電角度時，逆變器開關(guān)管之間就進行一次換流，定子磁狀態(tài)就改變一次。可見，電機有6個磁狀態(tài)，每一狀態(tài)都是兩相導(dǎo)通，每相導(dǎo)通中流過電流的時間相當于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)120176。，故該逆變器為120176。導(dǎo)通型逆變器[21]。無刷直流電機的電流和反電勢的理想波形如圖3所示圖3 反電勢和電流理想波形 (1)使用壽命長 目前飛機上大量使用有刷直流電動機，壽命只有幾百小時。隨著航空技術(shù)的不斷發(fā)展，各航空電機生產(chǎn)廠都面臨延長產(chǎn)品壽命的技術(shù)壓力。當壽命要求提高到 1000～2000h 時，有刷直流電動機的自身特點已無法滿足要求。無刷直流電動機無電刷和換向器，可以大幅度提高壽命指標。 (2)適宜于高速運行 轉(zhuǎn)速越高，電機體積重量可以做得越小。但有刷直流電機由于機械換向的限制，轉(zhuǎn)速很難在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進一步提高。無刷直流電機在軸承允許的條件下，轉(zhuǎn)速可成倍增加。 (3)可靠性高 高空換向火化加大，影響可靠性，不利于電磁兼容；高空電刷磨損加劇，碳粉影響絕緣性能，減少電機壽命。無刷直流電機則不存在這些問題。 (4)散熱容易 無刷直流電機的主要發(fā)熱源在定子上，自然散熱條件好。同時可以方便地在定子殼體中進行油冷或水冷，特別是循油或噴油冷卻可以極大地提高電機的功率密度。這對于有刷直流電動 機是十分危險的。 (5)余度控制方便 無刷直流電機的可靠性薄弱環(huán)節(jié)在控制器和電機繞組上，多余度控制方法靈活。有刷直流電動機的薄弱環(huán)節(jié)在換向，較難實現(xiàn)單軸輸出的余度控制。 (6)稀土永磁材料的內(nèi)稟矯頑力高，磁場定向性好 由于稀土永磁材料的內(nèi)稟矯頑力高，磁場定向性好，因而容易實現(xiàn)在氣隙中建立近似于矩形波的磁場，實現(xiàn)方波驅(qū)動，提高電機的出力。 (1)相對異步電動機轉(zhuǎn)子，無刷直流電機轉(zhuǎn)子上是永磁體，減小了銅耗，并且轉(zhuǎn)子上發(fā)熱很小，不需要風扇散熱冷卻等的問題。這就極大的降低了總功率，使電機具有更高的效率。 (2)異步感應(yīng)電動機系統(tǒng)較多使用變頻調(diào)速，由于控制具有非線性問題，并且其控制系統(tǒng)十分復(fù)雜。然而無刷直流電動機控制多采用六狀態(tài)轉(zhuǎn)子位置檢測方法，控制系統(tǒng)相對簡單。 (3)轉(zhuǎn)子永磁體采用高磁能積的永磁材料釹鐵硼（NdFeB），所以無刷直流電動機轉(zhuǎn)子體積可以相對減小，轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動過程中所具有的慣性變小，速度響應(yīng)更快。 (1)由于無刷直流電動機采用矩形波供電，而永磁同步電機采用正弦波供電，同等條件下，無刷直流電動機產(chǎn)生的反電動勢更大，其轉(zhuǎn)矩也更高，同等情況下輸出轉(zhuǎn)矩大15%左右。 (2)在無刷直流電動機中需要產(chǎn)生梯形波磁場，使用簡單的外貼式永磁體就可以達到要求，而在同步電機中需產(chǎn)生正弦波磁場和正弦波感應(yīng)電動勢，相比之下，無刷直流電機設(shè)計更簡單，更容易實現(xiàn)要求。因此無刷直流電機的成本相對較低。并且由于永磁同步電動機是正弦波供電，控制系統(tǒng)要求高分辨率的轉(zhuǎn)子位置檢測器，所以需要正弦波電流變頻器，變頻器和控制器成本就較高。 (3)由于無刷直流電動機是以自控式運行的，所以不會像變頻調(diào)速下重載起動的同步電機那樣在轉(zhuǎn)子上需要另加起動繞組，也不會在負載發(fā)生變化時產(chǎn)生振蕩和失步。 無刷直流電動機與有刷直流電動機相比具有以下優(yōu)點： (1)可靠性能高，壽命長。 (2)無換向火花和無線電干擾，不必經(jīng)常進行維護。 (3)可在高轉(zhuǎn)速下工作。 (4)噪聲很小。 (5)轉(zhuǎn)子上沒有繞組，產(chǎn)熱很小，外定子上放繞組，有利于散熱。 由于稀土永磁無刷直流電機具有上述一系列優(yōu)點，因而非常適合于對性能、體積重量要求特殊的航空領(lǐng)域，被認為是航空領(lǐng)域最有發(fā)展前景的電機。無刷直流電機對的發(fā)展研究與應(yīng)用目前都還只處于嘗試階段，電機各個方面的研究與探索都還有待進一步的深入，根據(jù)無刷直流電機的自身結(jié)構(gòu)和目前發(fā)展水平我們得出無刷直流電機的研究主要有以下三個方面：電機設(shè)計方面，在轉(zhuǎn)矩波動抑制方面，刷直流電機控制器方面。在這三個方面的基礎(chǔ)上我們列出了一些前輩們的研究成果。 唐任遠等提出了利用永磁電機等效磁路的解析法和圖解法，可以分別求解永磁體的工作點，并分析了如何設(shè)計永磁體的最佳工作點。 譚建成等人提出了三相無刷直流電動機分數(shù)槽集中繞組槽極數(shù)組合規(guī)律研究，在實踐設(shè)計中，建議了分數(shù)槽集中繞組槽和極數(shù)應(yīng)如何合理組合，才是電機最優(yōu)的設(shè)計方案。 王群京等根據(jù)二維電磁場有限元與能量攝動法相結(jié)合描述了無刷直流電機繞組電感的求解模型，分析并建立了電機的仿真模型。由于無刷直流電機的齒槽效應(yīng)，渦流效應(yīng)，換向等因素，所以在電機工作中會存在一定的轉(zhuǎn)矩脈動，因此國內(nèi)外專家學者都進行了深入的研究。Pillay等對無刷直流電機相電流和相電壓進行了Fourier級數(shù)分解，得到了相電流和相電壓的基波和高次諧波分量，進而推導(dǎo)了電機的轉(zhuǎn)矩模型，然后調(diào)節(jié)繞組的導(dǎo)通角來補償相對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩諧波，從而能削弱轉(zhuǎn)矩諧波。張一鳴等從電樞反應(yīng)可以引起轉(zhuǎn)矩脈動方面進行研究，提出從磁路設(shè)計和換相控制方面來抑制轉(zhuǎn)矩脈動。 Lim等提出通過調(diào)節(jié)電壓型逆變器關(guān)斷角來抑制無刷直流電機控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩波動的方法。對無刷直流電機的控制器研制比較出名的有美國ON Semiconductor 和Motorola等公司開發(fā)的無刷直流電機控制芯片和MicroLinear公司的無位置傳感器控制芯片。ST公司的ST72141芯片就是專門用在無刷直流電機控制的單片機，內(nèi)部包含ST公司自有的反電勢檢測專利技術(shù)。SIEMENS等公司生產(chǎn)的C50X系列單片機也是專門面向無刷直流電機控制的。美國TI公司推出的TMS320LF2407功能強大的電機控制專用DSP芯片。 從總體上看，由于我國對無刷直流電動機系列的研制開始較晚，研制無刷直流電機的水平與美國和日本相比還有很大的差距，相關(guān)理論還有待進一步深入研究。稀土永磁無刷電機在飛機上的主要應(yīng)用對象為各種各樣的電力作動系統(tǒng)。電力作動系統(tǒng)是以電動機為執(zhí)行元件的驅(qū)動系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于飛機的飛控系統(tǒng)、 環(huán)境控制系統(tǒng)、燃油和起動系統(tǒng)、電剎車系統(tǒng)等。飛機上采用的作動系統(tǒng)有液壓、電力、氣壓和機械 4 種。其中液壓作動系統(tǒng)使用最廣泛，但目前正在大力發(fā)展和最有前途的作動系統(tǒng)是電力作動系統(tǒng)。隨著稀土永磁材料、大功率半導(dǎo)器件和微處理器的發(fā)展，電力作動系統(tǒng)已發(fā)展到與液壓作動系統(tǒng)相競爭的地步。下面將介紹稀土永磁無刷電機在飛機全電剎車系統(tǒng)方面的發(fā)展與研究。第二章 飛機全電剎車工作原理與組成結(jié)構(gòu) 飛機著陸后，在地面上滑跑可能出現(xiàn)三種狀態(tài)：(1)純滾動狀態(tài)：飛機機輪在地面滾