高壓無刷電機系統在工業自動化行業中的應用 

一、項目實施的背景和意義

    無刷直流電機是20世紀末,本世紀初,逐步開發完善的一個電機的新品種,它以其優良的轉矩特性,在運動控制領域得到了廣泛的應用。  

     普通的直流電機,由于需要機械換相和電刷,可靠性差,需要經常維護,換相時產生電磁干擾,噪音大;而無刷直流電機以電子方式換相取代了機械換相, 隨著永磁新材料,微電子技術,自動控制技術以及電力電子技術的發展,無刷直流電機得到了飛速的發展,由于它不僅保持了傳統直流有刷電機良好的動、靜態調整特性,且結構簡單、運行可靠、易于控制而廣泛應用于最初的軍事工業及航空航天、醫療、信息、家電以及工業自動化領域。

二、技術發展趨勢及國內外發展現狀

 由于無刷直流電動機是以自控式運行的，所以不會象變頻調速下重載啟動的同步電機那樣在轉子上另加啟動繞組，也不會在負載突變時產生振蕩和失步。 

　　中小容量的無刷直流電動機的永磁體，現在多采用高磁能積的稀土釹鐵硼（Nd-Fe-B）材料。因此，稀土永磁無刷電動機的體積比同容量三相異步電動機縮小了一個機座號。 

　　近三十年來針對異步電動機變頻調速的研究，歸根到底是在尋找控制異步電動機轉矩的方法，稀土永磁無刷直流電動機必將以其寬調速、小體積、高效率和穩態轉速誤差小等特點在調速領域顯現優勢。 

　　 無刷電機在我國的發展時間較短,便隨著技術的日益成熟與完善得到了迅猛發展。已在航模、醫療器械、家用電器、電動車等多個領域得到廣泛應用，并在深圳、長沙、上海等地形成初具規模產業鏈。如深圳鼎拓達機電等一批專業廠商，在技術上不斷推進行業發展。

三 我公司產品的特點

 為進一步提高控制系統的綜合性能，我公司采用國外一些大公司紛紛推出較MCU性能更加優越的DSP（數字信號處理器）單片電機控制器，是將一個以DSP為基礎的內核，配以電機控制所需的外圍功能電路，集成在單一芯片內，使價格大大降低且體積縮小、結構緊湊、使用便捷、可靠性提高。其最大速度可達20～40MIPS，指令執行時間或完成一次動作的時間僅為幾十納秒，和普通的MCU相比，運算及處理能力增強10～50倍，確保了系統有更優越的控制性能,從而提高控制電機的運轉轉速精度,使之控制在0.1%以內,響應時間控制在50ms以內。

利用DSP數字化設計技術構建了一個體積較小的高轉速、高可靠性電機轉速控制系統。系統采用三相無刷直流電機，以位置傳感器方式，生成電機換相時序，通過硬件啟動和鎖相環跟蹤，實現對無刷直流電機的穩速控制。該系統具有結構和子控制線路簡單、運行可靠、維護方便等特點。