无刷直流电机性能分析+文献综述(2)
控制领域占据主导地位。但是，传统的有刷直流电动机以机械的方法换向，因此存在
相对的机械摩擦，由此带来了噪声、火花、无线电干扰以及寿命短、可靠性差等致命
的弱点，限制了其在很多场合中的使用。
为了取代有刷直流电动机的机械换向装置，1917年，Bolgior提出了用整流管代
替有刷直流电动机的机械电刷，从而诞生了无刷直流电机的基本思想；1955 年，美国
的 D.Harrison 等首次申请了用晶体管换相线路代替有刷直流电动机的机械电刷的专
利，标志着现代无刷直流电动机的诞生；1970年以后，随着电力半导体工业的飞速发
展，许多新型的全控型半导体功率器件（如 GTR、MOSFET、IGBT等）相继问世，加之
高磁能积永磁材料（如 SmCo、NsFeB）陆续出现，均为无刷直流电动机广泛应用奠定
了坚实的基础；1978 年，汉诺威贸易博览会上，前联邦德国的 MANNESMANN 公司正式
推出MAC无刷直流电动机及其驱动器，引起了世界各国的关注，随即在国际上掀起了
研制和生产无刷直流系统的热潮，这也标志着无刷直流电动机走向实用阶段；1986
年，H.R.Bolton对无刷直流电动机作了全面系统的总结，指出了无刷直流电动机的研
究领域，成为无刷直流电动机的经典文献，标志着无刷直流电动机在理论上走向成熟。
1.1.2 国内外研究概况
无刷直流电机的应用前景广阔，各国都加快了对无刷直流电机新产品开发的速度
和占领市场的力度，尤其美国和日本具有较先进的无刷直流电机制造和控制技术，日
本在民用方面比较突出，而美国则在军用方面更加先进。
在我国，无刷直流电机的发展时间较短，1987年，在北京举办的联邦德国金属加
工设备展览会上，SIEMENS 和 BOSCH 两公司展出了永磁自同步伺服系统和驱动器，引
起了国内有关学者的广泛注意，自此国内掀起了研制开发和技术引进的热潮，但当时
还主要是集中在一些科研院所和高等院校。[1]
随着技术的日益成熟与完善，我国的无刷直流电机也已在航模、医疗器械、家用
电器、电动车等多个领域得到广泛应用，并在深圳、长沙、上海等地形成初具规模产
业链，在技术上不断推进行业发展。同时，我国有着丰富的资源优势，近年来稀土产
品的产量占世界稀土产品的90％以上， 特别是第三代稀土永磁材料钕铁硼的磁钢性能
不断提高，更是为我国无刷直流电机等永磁电机的大规模生产提供了可靠的基础。但
是，在无刷直流电机产业的发展过程中出现了不少问题，如产业结构不合理、集中于
劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；产业能源消耗大、产
出率低、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱等。并且，限
于我国元器件水平及相关理论与实践相结合的程度还比较低，在钕铁硼的生产加工和
技术管理等方面还明显落后于日本等发达国家，所以目前我国无刷电机综合水平仍低
于国际水平，有待进一步的研究和开发。[2][3][4]
此外，在国内，永磁无刷电机的研究主要集中在中小功率方面，大功率永磁无刷
直流电机及其驱动系统的研究尚处在起步阶段，而国际上关于大功率永磁无刷电机及
其驱动系统的成套技术一直对我国实行封锁。据资料显示我国目前自行设计的用于驱
动系统的永磁电动机最大功率为200kW，与国外技术尚有较大差距。
而目前在工业先进的国家里，工业自动化领域中的有刷直流电动机已经逐步被无