永磁無刷電機由于其可靠性高、轉(zhuǎn)矩密度大、效率高等優(yōu)點，在各種工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的電驅(qū)動系統(tǒng)中擁有廣闊的應(yīng)用空間和良好的發(fā)展前景。近年來，永磁無刷電機系統(tǒng)的研究取得長足發(fā)展，同時也對永磁無刷電機系統(tǒng)的性能提出更高的要求，其中，轉(zhuǎn)矩波動和噪音問題成為影響其廣泛應(yīng)用的主要障礙。本文以理論分析和實驗研究為手段，針對永磁無刷電動機的性能要求，對永磁無刷電動機系統(tǒng)展開研究工作。為了對永磁無刷電動機系統(tǒng)進行深入的分析研究，全面分析考慮系統(tǒng)的各項參數(shù)和所涉及的若干基本問題，建立了永磁無刷電機系統(tǒng)的仿真模型，并進行了實驗驗證。在該模型的基礎(chǔ)上，總結(jié)了繞組參數(shù)變化的相似規(guī)律，提出比電阻常數(shù)(g)、端部自感常數(shù)(Λ11end)、比自感常數(shù)(λ11)、比互感常數(shù)(λ12)及比電勢系數(shù)常數(shù)(e)等的比參數(shù)概念，可以方便快捷的對永磁無刷電機進行基本特性預(yù)測和繞組設(shè)計，尤其適用于已有定轉(zhuǎn)子鐵心沖片有限模具電機的系列化改型設(shè)計，形成方波驅(qū)動表面磁鋼型BLDCM系列產(chǎn)品的工程設(shè)計方法。通過對樣機的實驗和預(yù)測對比，證明該方法具有很強的實用性。永磁無刷電機中，定位轉(zhuǎn)矩造成振動、噪聲以及控制的困難等不利因素，影響了電機性能的提高。本文給出了用于分析具有分數(shù)槽極比結(jié)構(gòu)的永磁無刷電機的簡單模型，通過解析分析解釋了消除定位轉(zhuǎn)矩的機理。借助于該模型解析分析了由于轉(zhuǎn)子永磁體不對稱引起的定位轉(zhuǎn)矩的影響和由于永磁體磁動勢幅值和相位誤差造成的影響，并進行了實驗驗證，實驗結(jié)果與分析一致，研究成果對提高無刷直流伺服電機的性能和減小定位轉(zhuǎn)矩具有實用意義，并取得了實際效果。永磁無刷電機由于結(jié)構(gòu)上的原因，在運行時存在轉(zhuǎn)矩波動。矩形波驅(qū)動時，換相電流急劇變化可能使電機產(chǎn)生嚴重的振動和噪音。本文通過對不同齒槽結(jié)構(gòu)電動機的徑向不平衡電磁力的定量分析比較，研究了因此對振動和噪音的影響。探討了電壓超前控制的最佳超前角的算法及其實現(xiàn)方法。提出基于轉(zhuǎn)子位置推測值及電路中的正弦表的低噪音控制方法，實驗驗證了該方法的有效性?；旌鲜讲竭M電動機(永磁感應(yīng)子式步進電動機)是自動控制系統(tǒng)的主要品種之一，廣義上亦屬于永磁無刷電機范疇。它的工作頻域較寬，在某些頻域存在振蕩現(xiàn)象，振蕩現(xiàn)象的產(chǎn)生將使噪音增大，帶載能力下降，嚴重影響系統(tǒng)和整機的性能。本文建立了五相混合式步進電動機繞組五角形接法振蕩特性的仿真模型，編制了仿真軟件，并進行了實驗驗證，證明了模型正確有效。振蕩特性的仿真和實驗結(jié)果表明，電動機五角形接法對系統(tǒng)的中高頻振蕩有明顯的抑制作用。