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轴向磁场无刷直流电机及其控制器的研究
资料介绍
永磁无刷直流电动机在驱动领域得到了越来越广泛的应用。与其他驱动电机相比较，永磁电动机具有高效率、高功率密度、高可靠性和良好的控制特性，受到人们的普遍关注。近年来，随着数控机床、工业机器人、机械手、计算机及其外围设备等高科技产品的兴起及特殊应用（如雷达、卫星天线等跟踪系统的需要），对伺服驱动电机提出了更高的性能指标和薄型安装结构的要求。目前，轴向磁场无刷直流电动机在国内外得到了迅速的发展，作为一种现代高性能伺服电机和大转矩直接驱动电机，己广泛应用于机器人等机电一体化产品中，并开始局部地取代传统伺服电机产品。
本文研究了轴向磁场无刷直流电机的电磁设计及其控制器的设计。首先综述了轴向磁场无刷直流电机设计方法，用场路结合的方法设计电机，利用Ansoft对电机的电磁场进行分析。在此基础上，分析不同参数对轴向磁场无刷直流电机磁场的影响，对电机样机进行了优化和样机试制。其次，对轴向磁场无刷直流电机控制器的硬件设计进行了大量的研究工作。设计了基于C8051F310单片机和IPM模块的轴向磁场无刷直流电机控制器的硬件电路，文中重点对IPM的自举电路和过流保护电路、上电缓冲电路和缓冲驱动电路等做了详细的介绍，并通过试验数据和波形验证了电路设计的正确性。最后介绍了轴向磁场无刷直流电机控制器的软件设计。重点介绍了PID调节器的设计、软件滤波和电子制动等功能。并在软硬件设计的基础上进行了驱动系统调试，取得了初步试验结果，为后续的研发工作奠定了良好的基础。
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