無刷直流電機是近年來隨著微處理器技術的發(fā)展和高開關頻率、低功耗新型電力電子器件的應用，以及控制方法的優(yōu)化和低成本、高磁能級的永磁材料的出現(xiàn)而發(fā)展起來的一種新型直流電動機。
無刷直流電機既保持了傳統(tǒng)直流電機良好的調速性能又具有無滑動接觸和換向火花、可靠性高、使用壽命長及噪聲低等優(yōu)點，因而在航空航天、數(shù)控機床、機器人、電動汽車、計算機外圍設備和家用電器等方面都獲得了廣泛應用。
按摩椅作為一種模擬人手的揉捏敲打動作對人體進行按摩的智能化產品，其在模糊控制和直接驅動方面無疑具有很高的要求。采用無刷直流電機直接驅動按摩椅機械裝置的技術，對于滿足按摩椅的這些要求，無疑是十分有效的途徑。按摩椅采用無刷直流電動機直接驅動，可實現(xiàn)無級寬調速，調整范圍可達0~1000m/min，使按摩椅的模糊控制方案更易于實現(xiàn)，并且由于省去了齒輪減速及皮帶傳動機構，無刷直流電機驅動系統(tǒng)的效率明顯高于原有系統(tǒng)的效率，同時也將降低了按摩椅工作時的噪聲，這些都無疑將大大提高按摩椅的性能和市場競爭能力。
可降低按摩椅噪聲
由于按摩椅在工作的時候，人的頭部緊貼按摩機械手，噪聲問題將會嚴重影響人的舒適程度。國家標準《家用和類似用途電器噪聲限值電動按摩器的特殊要求》規(guī)定，按摩椅的整機噪聲限值為55dB(A)，而目前采用的傳統(tǒng)直流電機的正常負載運行噪聲值為38dB(A)左右。所以，降低電機噪聲成為進一步降低按摩椅噪聲的重要技術手段。
直流電機具有優(yōu)良的轉矩控制特性，所以在調速領域內一直占有主導地位�；谶@個道理，按摩椅的驅動電機也一直采用直流電機，但傳統(tǒng)直流電機噪聲較大。直流電機的噪聲主要是電刷與換向器之間的摩擦噪聲。而且從理論上，這個噪聲永遠無法消失。目前采用高潤滑導電材料做成的電刷與換向器，噪聲仍然在35dB(A)以上。
無刷直流電機因為不需要通過電刷和換向器進行電流換向，所以從根本上消除了兩者的摩擦噪聲，其噪聲水平通常只有傳統(tǒng)直流電機的10%左右。采用無刷直流電機，大大降低了按摩椅的噪聲水平。實驗發(fā)現(xiàn)，采用了無刷直流電機之后，按摩椅的噪聲水平只有原來的45%左右，顯著提升了按摩椅的使用舒適性。
可提升按摩椅智能化
無刷直流電機和一般有刷直流電機具有基本相同的調速特性，即只要簡單地改變電機的輸入電壓或勵磁電流的大小就可以在廣闊的范圍內進行無級調速。而無刷直流電機一般為永磁同步電動機，其勵磁是恒定的，故無刷直流電機只能通過改變電機的輸入電壓來實現(xiàn)恒轉矩調速。這種控制方式，大大簡化了電機的控制方式，使得控制更加靈活簡便。
無刷直流電機通過電子方式改變電流方向獲得持續(xù)的轉矩。這個過程中，其轉子位置信號除了通過位置傳感器來獲得之外，還可以通過檢測定子繞組三相端電壓來檢測轉子位置。這種技術的采用，不但使電機結構簡單，提高了電機運行的可靠性，降低了電機的制造成本，還避免了位置傳感器在高溫、冷凍和有腐蝕性物質等不便于使用的場合，擴大了無刷直流電機的應用范圍。而且，通過這種方式，還可以將電機的控制系統(tǒng)與按摩系統(tǒng)一起，集成到主板上，增大了機電一體化的程度，大大增強了電機的可控性能，從而提升了按摩椅的靈活性。
隨著微電子技術和電力電子技術的發(fā)展，將傳統(tǒng)的電機與電子技術結合起來，開發(fā)出全新性能的新一代產品。機電一體化就是最終實現(xiàn)智能化功能單元的必由之路。所謂智能化的電機就是將電機、編碼器(傳感器)、功率放大器、電源、可編程控制器和網(wǎng)絡管理器等智能化模塊組合在一起，形成一個整體，這樣的組合會給驅動系統(tǒng)帶來一系列的優(yōu)點，如可靠性高、成本低、體積減小、系統(tǒng)性能提高等。通過對無刷直流電機本體的結構電氣參數(shù)及工作性能的研究，及建立相應的數(shù)學模型，有效的提升按摩椅的智能化水平。
智能控制是控制理論發(fā)展的****階段，一般包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制專家系統(tǒng)。智能控制技術的應用，大大改進和優(yōu)化了無刷直流電機的運行性能。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(ANN)具有目學習的功能，在處理控制系統(tǒng)的非線性、不確定性等問題上有很好的應用前景。利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡對永磁無刷直流電機進行控制，不要求預知精確的系統(tǒng)參數(shù)，利用一些先進的控制算法可以實現(xiàn)很好的控制效果。小波變換以特有的尺度伸縮功能，使其具有很強的奇異、突變信號的鑒別能力，能有效地檢測到非平穩(wěn)信號的瞬時、奇異成分，并能顯示時域的產生和持續(xù)時間，使其在設備狀態(tài)監(jiān)控與故障診斷等非平穩(wěn)、時變信號的分析領域具有明顯的優(yōu)勢。通過采用具有很強自學習能力的人工神經(jīng)網(wǎng)絡來實現(xiàn)無刷直流電機電流、電壓的雙閉環(huán)控制。通過在線學習能夠在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時，對擾動和參數(shù)變化進行有效的抑制補償，同時采用小波變換實時進行系統(tǒng)的故障診斷和保護，從而可以有效地提高控制系統(tǒng)的動靜態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)精度和可靠性。
可提升按摩椅穩(wěn)定性
按照供電方式的不同，無刷直流電機又可以分為兩類：方波無刷直流電動機，其反電勢波形和供電電流波形都是矩形波，又稱為矩形波永磁同步電動機；正弦波無刷直流電動機，其反電勢波形和供電電流波形均為正弦波。無論哪種無刷直流電機，都有一個共同點，就是沒有電刷。因為沒有電刷，所以在運行過程中就不會出現(xiàn)因電刷和換向器之間的相互摩擦噪聲，也不會出現(xiàn)火花。因而，按摩椅采用無刷直流電機之后，每圈出現(xiàn)一次的運動火花將會****消失，運行過程中的發(fā)熱將大大降低，周期性的電機扭矩變化也會消失，從而大大提升了按摩椅的穩(wěn)定性能。
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