● 摘要
方波无刷直流电动机不但有无刷直流电动机的优点，还具有简单的控制结构和控制方法，因而在电动智能调节阀系统中具有广泛的应用前景。本文主要研究了智能阀用方波无刷直流电动机系统的电机本体设计方法和优化技术、数字化驱动控制器的设计与实现技术、不同的控制方法对系统性能的影响程度、基于霍尔传感器的正弦波无刷直流电动机性能分析等。 本文根据要求完成了智能阀用方波无刷直流电动机系统的总体设计，确定无刷直流电动机系统的性能指标和各组成部分的实现方法。在初步设计了智能阀用方波无刷直流电动机的电磁结构之后，针对定位转矩、反电势平顶宽度和电机功重比进行了优化，实现了电机的优化设计；完成了智能阀用无刷直流电动机系统的驱动控制电路的硬件和软件实现；并应用以上研究成果设计制作了智能阀用无刷直流电动机系统原理样机。 建立了方波无刷直流电动机位置伺服系统的仿真模型。包括电动机模型、三相桥模型、机械负载模型、以及三环控制器模型。利用该系统仿真模型研究了在恒PI控制、分段PI控制以及滑模变结构控制三种控制方式下系统性能的差异。对基于霍尔传感器的正弦波无刷直流电动机系统性能进行了研究分析。比较了在不同负载条件时，转子位置检测方式以及驱动方式的不同所造成的系统控制精度的差异。 结合一台基于霍尔传感器的正弦波无刷直流电动机进行了电机驱动控制器的调试试验，为进一步的电机系统产品化打下了基础。