舵机用双余度无刷直流电动机设计研究

　　摘要：以舵机用双余度无刷直流电动机为研究列象，通过数学建模，对无刷直流电

动机进行性能仿真，重点介绍样机被测波形及性能数据列表，分析余度换向性能的关键

技术，以实现性能调试最优。

  

　　关键词：双余度无刷直流电动机；数学建模；余度换向引 言目前，永磁无刷直流电

动机已经发展为一项成熟的技术。其以体积小、重量轻、效率高、易于控制颇受业者青睐。随

着航空航天技术的不断进步，使得人们对无刷直流伺服电动机的兴趣更为浓厚。本文一改

传统有刷直流舵机，根据系统可靠性要求，结合无刷直流电动机电子换向的特点，设计

了一种双余度无刷直流舵机伺服电动机。除了上述优越的性能外，它极大地改善了系统运

行的可靠性，对未来的军用机载舵机随动系统具有非常重要的实用价值。

　　通过样机性能测试，余度换向优越，系统运行良好，完全满足使用要求。本文对电动

机的数学建模、性能仿真作了详细论述，对余度换向技术及调试关键进行了重点分析和讨

论，经过对样机性能的综合测试，验证了设计、仿真的准确性。

　　双余度无刷直流电动机原理本文采用的双余度稀土永磁无刷直流电动机，如图1所示，

每个余度电机由两个在空间上互差30。电角度、Y形连接的三相定子绕组和一个共用的稀

土永磁转子组成。两套绕组关系如图2所示。绕组电气隔离、磁场耦合，彼此存在互感。

　　控制时采用120。PwM脉宽调制驱动，两套绕组在电气上彼此隔离，各有一套电气彼

此隔离的逆变器单独供电。其中，一套绕组滞后另一套绕组30。电角度。控制该绕组的逆