主要內(nèi)容一、幾個術(shù)語解釋（極對數(shù)、相數(shù)、電角度、電角頻率、相電壓、線電壓、反電動勢）二、無刷直流電機的運行原理（運行原理、數(shù)學(xué)模型）三、無刷直流電機的基本控制方法（各參數(shù)相互關(guān)系、換流過程與換流模式）四、車用無刷直流電機及其控制系統(tǒng)（基本控制、弱磁控制）1a主要內(nèi)容一、幾個術(shù)語解釋（極對數(shù)、相數(shù)、電角度、電角頻幾個術(shù)語解釋極對數(shù)（）：電機轉(zhuǎn)子中N-S極的對數(shù)，2，3，4，……相數(shù)（）：電機繞組個數(shù)，3，6，12，……電角度（）/機械角度（）：電角頻率（）/機械角頻率（）：電角頻率與電機轉(zhuǎn)速（）：極（2p）槽（Z）配合：Z/2p相電壓：電機相繞組對電機中性點電壓線電壓：電機兩相繞組之間電壓反電動勢：電機到拖時某一轉(zhuǎn)速下對應(yīng)電機線電壓峰值2a幾個術(shù)語解釋極對數(shù)（）：電機轉(zhuǎn)子中N-S極的對數(shù)，2幾個術(shù)語解釋3a幾個術(shù)語解釋3a無刷直流電機的組成無刷直流電機組成部分：電機本體、位置傳感器、電子開關(guān)線路；電機本體在結(jié)構(gòu)上與永磁同步電動機相似；電子開關(guān)線路由功率邏輯開關(guān)單元和位置傳感器信號處理單元兩部分組成；電子開關(guān)線路導(dǎo)通次序是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角同步的，起機械換向器的換向作用。4a無刷直流電機的組成無刷直流電機組成部分：電機本體、位置傳感器120度導(dǎo)通時轉(zhuǎn)子位置與電流換相關(guān)系a)0度（換相前） b)0度（換相后）c)60度（換相前） d)60度（換相后）e)120度（換相前）f)120度（換相后）5a120度導(dǎo)通時轉(zhuǎn)子位置與電流換相關(guān)系a)0度（換相前） 5HALL狀態(tài)與PWM、三相反電勢和三相

相電流的對應(yīng)關(guān)系無刷直流電機的電流和感應(yīng)電動勢具有以下特點：（1）感應(yīng)電動勢為三相對稱的梯形波，其波頂寬為（2）電流為三相對稱的方波；（3）梯形波反電勢與方波電流在相位上嚴(yán)格同步。6aHALL狀態(tài)與PWM、三相反電勢和三相

相電流的對應(yīng)關(guān)系無無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型采用理想化的直流無刷電機用狀態(tài)方程表示的數(shù)學(xué)模型，電流為理想的方波，反電勢為理想的梯形波，并作如下假設(shè)：（1）不計磁路飽和；（2）電機渦流損耗和磁滯損耗；（3）忽略定子電流的電樞反應(yīng)；（4）定子繞組采用Y形接法。無刷直流電機的等效電路7a無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型采用理想化的直流無刷電無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型8a無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型8a無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型在任何時刻，定子上只有兩相同時導(dǎo)通，且導(dǎo)通相的定子電流幅值保持不變：稱為轉(zhuǎn)矩系數(shù)

9a無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型在任何時刻，定子上只有無刷直流電機的電路模型逆變器—永磁無刷電機系統(tǒng)示意圖

為直流電源（V）；為中間直流回路支撐（濾波）電容（F）；為6個功率開關(guān)管；為6個續(xù)流二極管；采用120o的兩兩導(dǎo)通方式，對分別在各自120o導(dǎo)通時間內(nèi)根據(jù)不同的調(diào)制方式進行PWM調(diào)制。10a無刷直流電機的電路模型逆變器—永磁無刷電機系統(tǒng)示意圖為直流無刷直流電機的相電流分析11a無刷直流電機的相電流分析11a無刷直流電機的換相電流12a無刷直流電機的換相電流12a無刷直流電機的反電動勢13a無刷直流電機的反電動勢13a無刷直流電機的換流模式（1）pwm-on型調(diào)制方式（2）on-pwm型調(diào)制方式14a無刷直流電機的換流模式（1）pwm-on型調(diào)制方式無刷直流電機的換流模式（3）H_on-L_pwm型調(diào)制方式（4）H_pwm-L_on型調(diào)制方式15a無刷直流電機的換流模式（3）H_on-L_pwm型調(diào)制方式無刷直流電機的換流模式（5）L_pwm-H_pwm型調(diào)制方式（6）on-on型調(diào)制方式16a無刷直流電機的換流模式（5）L_pwm-H_pwm型調(diào)制方式無刷直流電機的仿真結(jié)果（1）pwm-on型調(diào)制方式（2）on-pwm型調(diào)制方式17a無刷直流電機的仿真結(jié)果（1）pwm-on型調(diào)制方式無刷直流電機的換流模式（3）H_on-L_pwm型調(diào)制方式（4）H_pwm-L_on型調(diào)制方式18a無刷直流電機的換流模式（3）H_on-L_pwm型調(diào)制方式無刷直流電機的換流模式（5）L_on-H_pwm型調(diào)制方式調(diào)制方式轉(zhuǎn)矩脈動仿真結(jié)果上橋下橋pwm-on20％20％on-pwm30％30％H_pwm-L_on18.5％37.5％H_on-L_pwm33.8％15.4％H_pwm-L_pwm42.4%42.4%19a無刷直流電機的換流模式（5）L_on-H_pwm型調(diào)制方式調(diào)無刷直流電機的換流模式（1）采用pwm-on方式時，下橋換相和上橋換相的換相轉(zhuǎn)矩脈動相等，且最?。环菗Q向相電流脈動也是最小的；（2）采用on-pwm方式時，下橋和上橋換相轉(zhuǎn)矩脈動相等且比pwm-on方式大，非換向相電流脈動也比pwm-on方式時大。（3）采用H_pwm-L_on方式時，下橋換相轉(zhuǎn)矩脈動和非換向相電流脈動大且與on-pwm方式時的轉(zhuǎn)矩脈動和電流脈動相等，上橋換相轉(zhuǎn)矩脈動和非換向相電流脈動小且與pwm-on方式時的轉(zhuǎn)矩脈動和電流脈動相等。（4）采用H_on-L_pwm方式時，下橋換相轉(zhuǎn)矩脈動和非換向相電流脈動小且與pwm-on方式時的轉(zhuǎn)矩脈動和電流脈動相等，上橋換相轉(zhuǎn)矩脈動和非換向相電流脈動大且與on-pwm方式時的轉(zhuǎn)矩脈動和電流脈動相等。（5）采用H_pwm-L_pwm方式時，換相轉(zhuǎn)矩脈動最大且非換向相電流脈動也最大。20a無刷直流電機的換流模式（1）采用pwm-on方式時，下橋換相無刷直流電機的電路模型HALL狀態(tài)101100110010011001導(dǎo)通功率管21a無刷直流電機的電路模型HALL狀態(tài)1011001100100單側(cè)調(diào)制下橋臂換向過程分析T1、T2同時導(dǎo)通T1關(guān)斷、T2導(dǎo)通22a單側(cè)調(diào)制下橋臂換向過程分析T1、T2同時導(dǎo)通T1關(guān)斷、T2導(dǎo)單側(cè)調(diào)制上橋臂換向過程分析T2、T3同時導(dǎo)通T3關(guān)斷、T2導(dǎo)通23a單側(cè)調(diào)制上橋臂換向過程分析T2、T3同時導(dǎo)通T3關(guān)斷、T2導(dǎo)雙側(cè)調(diào)制下橋臂換向過程分析T1、T2同時導(dǎo)通T1、T2同時關(guān)斷24a雙側(cè)調(diào)制下橋臂換向過程分析T1、T2同時導(dǎo)通T1、T2同時關(guān)雙側(cè)調(diào)制上橋臂換向過程分析T2、T3同時導(dǎo)通T2、T3同時關(guān)斷25a雙側(cè)調(diào)制上橋臂換向過程分析T2、T3同時導(dǎo)通T2、T3同時關(guān)功率管開通，轉(zhuǎn)矩脈動相同；功率管關(guān)斷，單側(cè)調(diào)制轉(zhuǎn)矩脈動大于雙側(cè)調(diào)制轉(zhuǎn)矩脈動；單側(cè)調(diào)制存在相見續(xù)流現(xiàn)象，換相時間長；雙側(cè)調(diào)制引入直流母線電壓到續(xù)流回路，產(chǎn)生反電壓，換相時間短；單側(cè)調(diào)制較雙側(cè)調(diào)制損耗小。不同調(diào)制方式的轉(zhuǎn)矩脈動對比分析26a功率管開通，轉(zhuǎn)矩脈動相同；不同調(diào)制方式的轉(zhuǎn)矩脈動對比分析26無刷直流電機的相電流分析27a無刷直流電機的相電流分析27a無刷直流電機的相電流分析28a無刷直流電機的相電流分析28a無刷直流電機的相電流分析29a無刷直流電機的相電流分析29a無刷直流電機的相電流分析30a無刷直流電機的相電流分析30a無刷直流電機的制動控制升壓斬波器原理31a無刷直流電機的制動控制升壓斬波器原理31a無刷直流電機的制動控制HALL狀態(tài)101100110010011001導(dǎo)通功率管32a無刷直流電機的制動控制HALL狀態(tài)1011001100100無刷直流電機的制動控制T4開通時電流流向

T4關(guān)斷時的電流流向33a無刷直流電機的制動控制T4開通時電流流向T4無刷直流電機的制動控制T6開通時電流流向

T6關(guān)斷時的電流流向34a無刷直流電機的制動控制T6開通時電流流向T無刷直流電機的制動控制HALL狀態(tài)101100110010011001導(dǎo)通功率管35a無刷直流電機的制動控制HALL狀態(tài)1011001100100無刷直流電機的制動控制T3、T4關(guān)斷時電流流向T4、T5導(dǎo)通時的電流流向36a無刷直流電機的制動控制T3、T4關(guān)斷時電流流向無刷直流電機的制動控制T4、T5關(guān)斷時電流流向（iB>0）T4、T5關(guān)斷時的電流流向（iB=0）37a無刷直流電機的制動控制T4、T5關(guān)斷時電流流向（iB>0）T無刷直流電機的制動控制T3、T4關(guān)斷時電流流向

T4、T5導(dǎo)通時的電流流向38a無刷直流電機的制動控制T3、T4關(guān)斷時電流流向T無刷直流電機的制動相電流分析39a無刷直流電機的制動相電流分析39a無刷直流電機的控制系統(tǒng)電流閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)40a無刷直流電機的控制系統(tǒng)電流閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)40a無刷直流電機的控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)依據(jù)轉(zhuǎn)速控制弱磁角度轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)依據(jù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩控制弱磁角度41a無刷直流電機的控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)41a無刷直流電機的控制系統(tǒng)42a無刷直流電機的控制系統(tǒng)42a無刷直流電機的控制系統(tǒng)43a無刷直流電機的控制系統(tǒng)43a無刷直流電機的控制系統(tǒng)44a無刷直流電機的控制系統(tǒng)44a無刷直流電機的控制系統(tǒng)HALL狀態(tài)101100110010011001導(dǎo)通功率管45a無刷直流電機的控制系統(tǒng)HALL狀態(tài)1011001100100無刷直流電機的控制系統(tǒng)46a無刷直流電機的控制系統(tǒng)46a無刷直流電機的控制系統(tǒng)47a無刷直流電機的控制系統(tǒng)47a無刷直流電機的控制系統(tǒng)

48a無刷直流電機的控制系統(tǒng)48a謝謝各位！49a謝謝各位！49a主要內(nèi)容一、幾個術(shù)語解釋（極對數(shù)、相數(shù)、電角度、電角頻率、相電壓、線電壓、反電動勢）二、無刷直流電機的運行原理（運行原理、數(shù)學(xué)模型）三、無刷直流電機的基本控制方法（各參數(shù)相互關(guān)系、換流過程與換流模式）四、車用無刷直流電機及其控制系統(tǒng)（基本控制、弱磁控制）50a主要內(nèi)容一、幾個術(shù)語解釋（極對數(shù)、相數(shù)、電角度、電角頻幾個術(shù)語解釋極對數(shù)（）：電機轉(zhuǎn)子中N-S極的對數(shù)，2，3，4，……相數(shù)（）：電機繞組個數(shù)，3，6，12，……電角度（）/機械角度（）：電角頻率（）/機械角頻率（）：電角頻率與電機轉(zhuǎn)速（）：極（2p）槽（Z）配合：Z/2p相電壓：電機相繞組對電機中性點電壓線電壓：電機兩相繞組之間電壓反電動勢：電機到拖時某一轉(zhuǎn)速下對應(yīng)電機線電壓峰值51a幾個術(shù)語解釋極對數(shù)（）：電機轉(zhuǎn)子中N-S極的對數(shù)，2幾個術(shù)語解釋52a幾個術(shù)語解釋3a無刷直流電機的組成無刷直流電機組成部分：電機本體、位置傳感器、電子開關(guān)線路；電機本體在結(jié)構(gòu)上與永磁同步電動機相似；電子開關(guān)線路由功率邏輯開關(guān)單元和位置傳感器信號處理單元兩部分組成；電子開關(guān)線路導(dǎo)通次序是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角同步的，起機械換向器的換向作用。53a無刷直流電機的組成無刷直流電機組成部分：電機本體、位置傳感器120度導(dǎo)通時轉(zhuǎn)子位置與電流換相關(guān)系a)0度（換相前） b)0度（換相后）c)60度（換相前） d)60度（換相后）e)120度（換相前）f)120度（換相后）54a120度導(dǎo)通時轉(zhuǎn)子位置與電流換相關(guān)系a)0度（換相前） 5HALL狀態(tài)與PWM、三相反電勢和三相

相電流的對應(yīng)關(guān)系無刷直流電機的電流和感應(yīng)電動勢具有以下特點：（1）感應(yīng)電動勢為三相對稱的梯形波，其波頂寬為（2）電流為三相對稱的方波；（3）梯形波反電勢與方波電流在相位上嚴(yán)格同步。55aHALL狀態(tài)與PWM、三相反電勢和三相

相電流的對應(yīng)關(guān)系無無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型采用理想化的直流無刷電機用狀態(tài)方程表示的數(shù)學(xué)模型，電流為理想的方波，反電勢為理想的梯形波，并作如下假設(shè)：（1）不計磁路飽和；（2）電機渦流損耗和磁滯損耗；（3）忽略定子電流的電樞反應(yīng)；（4）定子繞組采用Y形接法。無刷直流電機的等效電路56a無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型采用理想化的直流無刷電無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型57a無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型8a無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型在任何時刻，定子上只有兩相同時導(dǎo)通，且導(dǎo)通相的定子電流幅值保持不變：稱為轉(zhuǎn)矩系數(shù)

58a無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型在任何時刻，定子上只有無刷直流電機的電路模型逆變器—永磁無刷電機系統(tǒng)示意圖

為直流電源（V）；為中間直流回路支撐（濾波）電容（F）；為6個功率開關(guān)管；為6個續(xù)流二極管；采用120o的兩兩導(dǎo)通方式，對分別在各自120o導(dǎo)通時間內(nèi)根據(jù)不同的調(diào)制方式進行PWM調(diào)制。59a無刷直流電機的電路模型逆變器—永磁無刷電機系統(tǒng)示意圖為直流無刷直流電機的相電流分析60a無刷直流電機的相電流分析11a無刷直流電機的換相電流61a無刷直流電機的換相電流12a無刷直流電機的反電動勢62a無刷直流電機的反電動勢13a無刷直流電機的換流模式（1）pwm-on型調(diào)制方式（2）on-pwm型調(diào)制方式63a無刷直流電機的換流模式（1）pwm-on型調(diào)制方式無刷直流電機的換流模式（3）H_on-L_pwm型調(diào)制方式（4）H_pwm-L_on型調(diào)制方式64a無刷直流電機的換流模式（3）H_on-L_pwm型調(diào)制方式無刷直流電機的換流模式（5）L_pwm-H_pwm型調(diào)制方式（6）on-on型調(diào)制方式65a無刷直流電機的換流模式（5）L_pwm-H_pwm型調(diào)制方式無刷直流電機的仿真結(jié)果（1）pwm-on型調(diào)制方式（2）on-pwm型調(diào)制方式66a無刷直流電機的仿真結(jié)果（1）pwm-on型調(diào)制方式無刷直流電機的換流模式（3）H_on-L_pwm型調(diào)制方式（4）H_pwm-L_on型調(diào)制方式67a無刷直流電機的換流模式（3）H_on-L_pwm型調(diào)制方式無刷直流電機的換流模式（5）L_on-H_pwm型調(diào)制方式調(diào)制方式轉(zhuǎn)矩脈動仿真結(jié)果上橋下橋pwm-on20％20％on-pwm30％30％H_pwm-L_on18.5％37.5％H_on-L_pwm33.8％15.4％H_pwm-L_pwm42.4%42.4%68a無刷直流電機的換流模式（5）L_on-H_pwm型調(diào)制方式調(diào)無刷直流電機的換流模式（1）采用pwm-on方式時，下橋換相和上橋換相的換相轉(zhuǎn)矩脈動相等，且最??；非換向相電流脈動也是最小的；（2）采用on-pwm方式時，下橋和上橋換相轉(zhuǎn)矩脈動相等且比pwm-on方式大，非換向相電流脈動也比pwm-on方式時大。（3）采用H_pwm-L_on方式時，下橋換相轉(zhuǎn)矩脈動和非換向相電流脈動大且與on-pwm方式時的轉(zhuǎn)矩脈動和電流脈動相等，上橋換相轉(zhuǎn)矩脈動和非換向相電流脈動小且與pwm-on方式時的轉(zhuǎn)矩脈動和電流脈動相等。（4）采用H_on-L_pwm方式時，下橋換相轉(zhuǎn)矩脈動和非換向相電流脈動小且與pwm-on方式時的轉(zhuǎn)矩脈動和電流脈動相等，上橋換相轉(zhuǎn)矩脈動和非換向相電流脈動大且與on-pwm方式時的轉(zhuǎn)矩脈動和電流脈動相等。（5）采用H_pwm-L_pwm方式時，換相轉(zhuǎn)矩脈動最大且非換向相電流脈動也最大。69a無刷直流電機的換流模式（1）采用pwm-on方式時，下橋換相無刷直流電機的電路模型HALL狀態(tài)101100110010011001導(dǎo)通功率管70a無刷直流電機的電路模型HALL狀態(tài)1011001100100單側(cè)調(diào)制下橋臂換向過程分析T1、T2同時導(dǎo)通T1關(guān)斷、T2導(dǎo)通71a單側(cè)調(diào)制下橋臂換向過程分析T1、T2同時導(dǎo)通T1關(guān)斷、T2導(dǎo)單側(cè)調(diào)制上橋臂換向過程分析T2、T3同時導(dǎo)通T3關(guān)斷、T2導(dǎo)通72a單側(cè)調(diào)制上橋臂換向過程分析T2、T3同時導(dǎo)通T3關(guān)斷、T2導(dǎo)雙側(cè)調(diào)制下橋臂換向過程分析T1、T2同時導(dǎo)通T1、T2同時關(guān)斷73a雙側(cè)調(diào)制下橋臂換向過程分析T1、T2同時導(dǎo)通T1、T2同時關(guān)雙側(cè)調(diào)制上橋臂換向過程分析T2、T3同時導(dǎo)通T2、T3同時關(guān)斷74a雙側(cè)調(diào)制上橋臂換向過程分析T2、T3同時導(dǎo)通T2、T3同時關(guān)功率管開通，轉(zhuǎn)矩脈動相同；功率管關(guān)斷，單側(cè)調(diào)制轉(zhuǎn)矩脈動大于雙側(cè)調(diào)制轉(zhuǎn)矩脈動；單側(cè)調(diào)制存在相見續(xù)流現(xiàn)象，換相時間長；雙側(cè)調(diào)制引入直流母線電壓到續(xù)流回路，產(chǎn)生反電壓，換相時間短；單側(cè)調(diào)制較雙側(cè)調(diào)制損耗小。不同調(diào)制方式的轉(zhuǎn)矩脈動對比分析75a功率管開通，轉(zhuǎn)矩脈動相同；不同調(diào)制方式的轉(zhuǎn)矩脈動對比分析26無刷直流電機的相電流分析76a無刷直流電機的相電流分析27a無刷直流電機的相電流分析77a無刷直流電機的相電流分析28a無刷直流電機的相電流分析78a無刷直流電機的相電流分析29a無刷直流電機的相電流分析79a無刷直流電機的相電流分析30a無刷直流電機的制動控制升壓斬波器原理80a無刷直流電機的制動控制升壓斬波器原理31a無刷直流電機的制動控制HALL狀態(tài)101100110010011001導(dǎo)通功率管81a無刷直流電機的制動控制HALL狀態(tài)1011001100100無刷直流電機的制動控制T4開通時電流流向

T4關(guān)斷時的電流流向82a無刷直流電機的制動控制T4開通時電流流向T4無刷直流電機的制動控制T6開通時電流流向

T6關(guān)斷時的電流流向83a無刷直流電機的制動控制T6開通