【正文】 ium rating drives, IGBTbased VSIs are used to feed PMBLDC motors. GTObased inverters are used in high power rating PMz BLDCM drives because of their selfmutating feature and improved current control. In medium and high power rating PMBLDC motors, an input unity power factor rectifier with PWM current control is used to achieve regulated dc link and regenerative feature of the PMBLDC motor drive. Classical PI/PID and feedforward closed loop controllers are used for 武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (外文文獻(xiàn)翻譯） 18 the control of front end converters. It improves the power quality of the ac mains in terms of reduced harmonics and unity powerfactor in both the directions of power flow. Recently MOSFET/IGBT, based VSIs are used in module forms to achieve pact design of the drive. Power MOS ICs are used to control small rating PMBLDC motors which has integrated microelectronics for control and power amplifier to excite the motor. Moreover, their gate drives are also used in module form with all protective and intelligent control features. In some typical applications (residential mercial blower), they are made so pact that these are fitted inside the motor housing. 5. Latest trends in sensors In the control of PMBLDC motors, position, speed and current sensors are essentially required to regulate the phase currents in synchronization with rotor position. Moreover, sometimes, terminal voltage sensors are also required to estimate either position or speed. Voltage sensors are also needed to regulate dc bus voltage during braking or for front end converter control. In some typical attempts, flux sensors and torque sensors are also used in the precise control of these motors. Basic role of these sensors are already discussed in closed loop control of PMBLDCM drive in 167。 sensorless operation。 sensors。在這種方法中，端電壓和線電流均是直接測量，且上述等式是用于實(shí)現(xiàn)反電動(dòng)勢和轉(zhuǎn)子位置的估算。此方法基于用電動(dòng)機(jī)的電壓方程式重建反電動(dòng)勢 )/( dtLdiiRve ??? 。它已被應(yīng)用于許多工業(yè)應(yīng)用，包括磁盤驅(qū)動(dòng)器、緊湊 的立體聲播放機(jī)和室內(nèi)空調(diào)機(jī)。在這些永磁電機(jī)中，特別是相繞組被激勵(lì)為每個(gè)電周期的 2/3，且最好始終有一相是不被激勵(lì)的。下面對(duì)基于反電動(dòng)勢的轉(zhuǎn)子位置檢測的各種方法作簡要介紹。以下為一些無位置傳感器方案的分類簡述。 無機(jī)械傳感器 無轉(zhuǎn)子角位置傳感器技術(shù)是在最新發(fā)展的永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)中最迅速發(fā)展的新技術(shù)。而且，電壓和電流傳感器的數(shù)目可以通過在逆變器饋送永磁無刷直流電機(jī)的控制中使用智能處理器來減少。通常機(jī)械轉(zhuǎn)子位置和速度傳感器的缺點(diǎn)是增大了電機(jī)和控制器之間的連接數(shù)量，增加了干擾 ，由于環(huán)武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (外文文獻(xiàn)翻譯） 7 境因素如溫度，濕度，震動(dòng)等限制了傳感器的精度，增加了摩擦和慣性及電機(jī)外殼額外的空間。 傳感器最新趨勢，它們的要求和可用類型的傳感器已經(jīng)在第 5 章討論過。有時(shí)，在電機(jī)繞組的感應(yīng)電壓使用特殊繞組諸如探測線圈等來實(shí)現(xiàn)。端電壓檢測是通過使用電子隔離 放大器（ ADI 公司制造的 AD202 等）和霍爾效應(yīng)電壓傳感器（ ABB 制造等）的電隔離。 電壓傳感器 在現(xiàn)代先進(jìn)永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中，端電壓傳感技術(shù)需要估算轉(zhuǎn)子的位置和速度，故選用機(jī)械傳感器驅(qū)動(dòng)以減小尺寸、成本、維護(hù)和增強(qiáng)可靠性。電流分流電阻器具有低功耗，通常為了成本效益在低功率驅(qū)動(dòng)器中做電流傳感器。通常在三相電機(jī)中需要兩個(gè)電流傳感器，第三相電流由與電動(dòng)機(jī)連接的星型結(jié)構(gòu)的其他兩相電流估計(jì)得出。非?？斓捻憫?yīng) （小于 1 微秒） 和精確的電流傳感器在大范圍電流檢測（安培至千安的分?jǐn)?shù)）的不同廠家（ ABB、 LEM 等）都有現(xiàn)貨。因此，繞組電流檢測在 永磁無刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)中變得不可缺少。有時(shí)，這些傳感器不同于用于電子換向的位置傳感器。在各種類型的測速發(fā)電機(jī)上電壓的極性信號(hào)反映出武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (外文文獻(xiàn)翻譯） 6 旋轉(zhuǎn)的方向。速度測量由速度傳感器直接得出或用轉(zhuǎn)子位置信號(hào)估計(jì)間接得出。在下一節(jié)中將會(huì)詳細(xì)描述轉(zhuǎn)子磁連位置估計(jì)的相關(guān)技術(shù)。接口芯片也可用于將這些傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式進(jìn)給數(shù)字處理器以用于永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的智能控制。角度傳感器是一個(gè)具有永磁場和梯形輸出波形的氣隙磁敏三相交流發(fā)電機(jī)，它用于位置和速度檢測和模擬信號(hào)輸出，可配置有 6 和 8 極。因此，轉(zhuǎn)子位置檢測是必不可少的電流控制永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。轉(zhuǎn)子磁通位置所需的相電流與轉(zhuǎn)子位置同步，還需要進(jìn)行位置控制。在下面的部分中，會(huì)對(duì)傳感器的最新趨勢及其功能進(jìn)行簡要討論。在一些典型情況下，磁通傳感器和扭矩傳感器也使用于電機(jī)的精確控制中。 武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (外文文獻(xiàn)翻譯） 5 在永磁無刷直流電機(jī)的控制中，位置、速度和電流傳感器基本上都需要調(diào)節(jié)相電流與轉(zhuǎn)子位置同步。此外，它們的門驅(qū)動(dòng)器也以模塊的形式用在了所有的保護(hù)和智能控制功能中。 最近的 MOSFET/IGBT 為基于 VSI 使用模塊的形式實(shí)現(xiàn)緊湊驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)。在中、高額定 功率額永磁無刷直流電機(jī)中，輸入功率因數(shù)整流器 PWM 電流控制是用來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓直流環(huán)節(jié)和永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的再生功能。在中等功率的變頻器中，基于場效應(yīng)晶體管的虛擬交換接口用來服務(wù)于永磁無刷直流電機(jī)。 永磁無刷直流電機(jī)均是由變頻逆變器提供電子換向。 這些經(jīng)典（ PI 或 PID）控制器或先進(jìn)的閉環(huán)控 制器，如 SMC、模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器都是采用 DSP、微處理器和專用集成芯片（ ASIC）來實(shí)現(xiàn)速度和位置控制。位置控制的實(shí)現(xiàn)是通過位置控制器的位置反饋和位置命令實(shí)現(xiàn)的，位置控制器的輸出是內(nèi)部速度環(huán)的速度指令。脈寬調(diào)制是用于發(fā)出開關(guān)信號(hào)給逆變器從而實(shí)現(xiàn)繞組電流與命令電流一致的滯后和預(yù)測電流的控制器。永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的恒功率運(yùn)行是通過弱磁控制技術(shù)，這也要求轉(zhuǎn)矩與電流映射的另一個(gè)命令信號(hào)。在大多數(shù)永磁無刷直流電機(jī)中，轉(zhuǎn)矩與電流是線性相關(guān)的，并且轉(zhuǎn)矩指令只用一個(gè)簡單的比例常數(shù)即可映射到當(dāng)前指令。速度控制系統(tǒng)外武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (外文文獻(xiàn)翻譯） 4 位置環(huán)是不需要的，且速度給定是命令信號(hào)。 不論正弦或梯形激勵(lì)，永磁無刷直流電機(jī)在運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用中用于位置控制，速度控制和轉(zhuǎn)矩控 制。 圖 3 為這兩種類型的電機(jī)的理想電流波形。磁與恒定振幅多相電流不斷相互作用形成類似于電子換相的傳統(tǒng)直流電機(jī)的無紋波轉(zhuǎn)矩。 轉(zhuǎn)子的磁性特點(diǎn)為磁阻轉(zhuǎn)矩有助于加寬恒功率運(yùn)行速度范圍。正弦電機(jī)需通入多相交流電流，類似于傳統(tǒng)同步電動(dòng)機(jī)，能夠通過頻率控制恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行于基速之下，并擁有相同的無紋波轉(zhuǎn)矩和功率因數(shù)，在恒功率運(yùn)行條件下能夠通過電流影響磁場的削弱。根據(jù)應(yīng)用程序，它們還能實(shí)現(xiàn)正弦或梯形反電動(dòng)勢。在軸向場電機(jī)中，磁體被封裝在圓盤狀的樹脂或塑料內(nèi)，如圖所示，這些磁體是為了誘發(fā)正弦波或梯形波的反電動(dòng)勢而被這樣放置。圖 1 顯示了這兩種類型的流行永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的典型橫截面。徑向場電機(jī)的設(shè)計(jì)也有不同的磁鏈波形，如正弦波或梯形波，不同的形狀和位置的轉(zhuǎn)子磁鐵，例如深埋或表面安裝等。在軸向場電機(jī)中，軸向磁場是由轉(zhuǎn)子磁鐵與徑向電流的相互作用 產(chǎn)生的，磁鐵被封裝在樹脂或塑料殼內(nèi)。然而，軸向場電機(jī)在功率密度，轉(zhuǎn)矩慣量比，峰值扭力，磁鐵重量少，電感低，繞組匝數(shù)少，設(shè)計(jì)緊湊等方面比傳武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (外文文獻(xiàn)翻譯） 3 統(tǒng)的徑向構(gòu)造更有優(yōu)勢。在一些電動(dòng)車和潛艇推進(jìn)器等兆瓦等級(jí)電動(dòng)機(jī)中，設(shè)計(jì)師為了降低每相的功率處理要求將相數(shù)增加至五個(gè)，六個(gè)或更多。它在太陽能光伏反饋制冷系統(tǒng)，伺服控制等家用電器中為 兩相結(jié)構(gòu)。 永磁無刷直流電機(jī)可分為不同的類別，例如相數(shù)、徑向或軸向場、無保持架或帶保持架桿，表面安裝永磁鐵或埋入磁鐵，正弦波或矩形饋電機(jī)等，其中一部分在本章會(huì)作簡要討論。稀土永磁材料，即釤鈷，由于其高剩余磁通密度、抗磁力和低溫度系數(shù)造成的高能量密度，目前 也投入使用。 目前永磁無刷直流電機(jī)中的永磁材料可以分為以下三種：鋁鎳鈷（ A1NiCoFe），陶瓷包括鐵氧體和稀土材料，如釤 鈷 （ SmCo） 、釹 鐵 硼 （ NdFeB）。更好的永磁材料、日益提高的制造工藝、電機(jī)為了滿足特定的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的不同的構(gòu)造使其成為目前最好的電機(jī)。 在各種電機(jī)中永磁激勵(lì)已代替了直流勵(lì)磁，如直流電機(jī)、同步電機(jī)和新型永磁無刷電機(jī)如永磁步進(jìn)電機(jī)、混合步進(jìn)電機(jī)和永磁無 刷直流電機(jī)。為了克服這些問題，已經(jīng)在驅(qū)動(dòng)器的各個(gè)方面做了堅(jiān)持不懈的努力。他們已被證明在機(jī)床、機(jī)器人技術(shù)和高精度伺服系統(tǒng)，以及各種工業(yè)和過程控制中的速度控制和轉(zhuǎn)矩控制的應(yīng)用上最適用于位置控制。最新的無刷直流電動(dòng)機(jī)采用高性能稀土材料制成，應(yīng)用不同的電機(jī)結(jié)構(gòu)，如軸向場、徑向場、封裝類型、矩形反饋、正弦反饋來提高傳感器技術(shù)，加快半導(dǎo)體模塊反應(yīng)速度，降低成本，提高微電子器件性能。 永磁無刷直流（ PMBLDC）電機(jī)的應(yīng)用范圍越來越廣，如家用電器、汽車、信息技術(shù)設(shè)備、工業(yè)設(shè)備、公共生活設(shè)施、交通運(yùn)輸、航空航天、國防設(shè)備、電動(dòng)工具、玩具、視覺音響設(shè)備、醫(yī)療健康器材，這些設(shè)備從微瓦至兆瓦不等。由于驅(qū)動(dòng)器性能的改善和成本的減少，其應(yīng)用范圍在日益擴(kuò)大。中文 5821 字 英 文 翻 譯 題 目 : Recent advances in permanent mag brushless DC motors 專 業(yè) 班 級(jí) : 學(xué) 號(hào) : 姓 名 : 指 導(dǎo) 教 師 : 學(xué) 院 名 稱 : 電氣信息學(xué)院 年 月 日 1 124 出處： Sadhana, 1997, 22(6): 837853 文獻(xiàn)翻譯 永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的最新進(jìn)展 BHIM SINGH 電氣工程技術(shù)學(xué)院，印度理工大學(xué)， Hauz Khas，新德里 110016，印度 電子郵箱： bsingh 摘要 本文論述了永磁無刷直流（ PMBLDC）電機(jī)驅(qū)動(dòng)的最新發(fā)展成果，并作出對(duì)先進(jìn)水平的各類電機(jī)的建設(shè)、閉環(huán)控制器的位置、速度和電流 /轉(zhuǎn)矩的控制以及最近趨勢的逆變器、傳感器等的綜合考量。詳細(xì)討論無機(jī)械傳感器技術(shù)，和減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，噪音和振動(dòng)的特殊方法，敘 述在永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制中使用集成芯片的微電子影響。 關(guān)鍵詞 永磁無刷直流電機(jī)；傳感器；控制器；無位置傳感器運(yùn)行；轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。其性能的優(yōu)越性體現(xiàn)在：效率高、響應(yīng)速度快、重量輕、控制精準(zhǔn)、可靠性高、免維護(hù)運(yùn)行、無電刷、功 率密度高和體積小。最新的控制理念，如擁有穩(wěn)定性好，適應(yīng)性強(qiáng)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，對(duì)于其在轉(zhuǎn)速為每分鐘幾轉(zhuǎn)到幾千轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)的廣泛使用是一個(gè)福音。 盡管永磁無刷直流電機(jī)