具有磁阻效应的永磁式有限转角无刷力矩电动机

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1、⋯苎蔓主⋯王矍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯具有磁阻效应的永磁式有限转角无刷力矩电动机马瑞卿，刘景林，刘卫国(西北工业大学，陕西西安710072)PermanentMagnetLimitedAngleBrushlessTorqueMotorBasedonReluctanceEffectMARui—qing，LIUJing—lin，LIUWei—guo(NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)摘要：介绍了一种具有磁阻效应的新型永

2、磁式有限转现正／反转旋转。一般可以分为永磁直流无刷型有角直流无刷力矩电动机，对该电动机定转子基本结构、工作限转角电动机和具有磁阻效应的永磁开关磁阻型有原理、静态定位力矩、精确定位方法等进行了分析与研究，采限转角电动机，本文介绍了一种具有磁阻效应的永用AT89C2051微型单片机通过三相桥式逆变电路实现了两磁开关磁阻型有限转角电动机，该电动机在90。角相有限转角无刷直流力矩电动机的电流换向、正／反转与定度范围内，无须精密位置传感器即可实现0。、45。和位控制。实验证明该电动机的静态定位力矩大，无须位

3、置传90。三点精确定位控制。在相同的力矩下，步进电动感器即可实现高精度0。、45。和90。三点定位。关键词：磁阻效应：永磁；有限转角电动机；定位技术机的体积与重量较大，加工工艺复杂，同时静态定位中图分类号：TM352文献标识码：A力矩较难达到额定转矩的一半，无法满足航空航文章编号：1004—7018(2005)07—0005—04天的技术要求。而本文设计的电动机，其静态定位Abstract：AnovelpermanentmagneticlimitedangleDC力矩大于额定转矩的50％，具有结构

4、简单、定位准brushlesstorquemotor(LABLTM)basedonreluctanceeffectis确、工作可靠等特点，特别适合于有限转角器、波段introducedinthispaper．Itsbasicinstruction，workingprinciple，开关、四通旋转阀门的定位控制。staticorienttorque，andorientatingpreciselymethodaredis—文中对电动机的定转子结构特点、工作原理及cussed．Thethreephase

5、bridgeinverterandAT89C2051single—其电动机精确定位方法进行了研究，根据磁阻电动chipcomputerareusedtorealizethecurrentcommutation，bi—机的基本原理，引入绕组电感与转子角度位置的非directionmotion，orientatingcontroloftwophasesLABLTM．TestsshowLABLTMhashighstaticorienttorque，andisableto线性关系来分析电动机的转矩和反电势

6、方程，采orientpreciselyat0。、45。and90。threepointswithoutposition用AT89C2051微型单片机通过三相桥式逆变电路sensor．实现了两相有限转角无刷直流力矩电动机的电流换Keywords：reluctanceeffect：permanentmagnet：limitedan—向、正／反转与定位控制。glemotor；orientatingtechnique2结构特点1引言有限转角无刷力矩电动机的定子上设计有8个在航空航天等许多高技术运动控制领域

7、，有时凸的齿极，将圆周等分成45。机械齿距角，其定子截：馨需要能在有限角度内驱动机械机构作反复“偏摆”面结构如图1a所示。定子采用10#钢线切割成型，；效运动控制的执行电动机，这种电动机一般要求体积其两个相对的齿极上分别嵌放集中绕组线圈，将两j小、重量轻，可直接驱动负载，并能实现精确的角度组线圈串联后，形成A—A绕组，然后再与该对齿极銎位置定位，即有限转角力矩电动机(LimitedAngle轴线垂直的另外两个相对齿极上的两个同样串联的；耋BrushlessTorqueMotor)。例如，卫星小型天

8、线n—n绕组相并联，形成一套绕组，称为A相绕组，通；限的精确定位控制，微型机器人关节的运动控制，航空电后可产生极性相间的磁场；图1a中另外四个齿极伺服阀位置控制，微型导弹舵机的直接驱动等都可也可形成另一套绕组，称相绕组。电动机转子也；采用有限转角力矩电动机。采用10#钢线切割成相互正交的4个凸极结构，其有限转角力矩电动机不同于常规的旋转电动导磁性能好，结构如图1b所示。为了增加电动机的电机，其绕组结构决定其只能在有限的角度范围内实定位精度，在转子4个齿极的顶部间隔嵌放径向充税磁的钕