無刷直流 (BLDC) 電機(jī)在市場(chǎng)和廣泛的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用中得到了迅速采用，因?yàn)樗鼈兣c傳統(tǒng)有刷直流電機(jī)相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。更少的維護(hù)、更高的運(yùn)行速度、緊湊、更少的電氣噪聲、更好的扭矩重量比，僅舉幾例。 盡管有這些優(yōu)勢(shì)，但 BLDC 電機(jī)的成本高于傳統(tǒng)直流電機(jī)，因?yàn)樗鼈冃枰姍C(jī)驅(qū)動(dòng)控制器（用于電子換向）和轉(zhuǎn)子位置傳感器。

無傳感器控制

無傳感器控制技術(shù)被認(rèn)為是節(jié)省成本的好處，還可以提高系統(tǒng)可靠性，減少電氣連接的數(shù)量，消除機(jī)械對(duì)準(zhǔn)問題，并減少電機(jī)的尺寸和重量。一般來說，無傳感器控制的定義是在沒有通常需要的轉(zhuǎn)子位置傳感器的情況下運(yùn)行 BLDC 電機(jī)，消除轉(zhuǎn)子位置傳感器（例如，光學(xué)編碼器、霍爾效應(yīng)傳感器、旋轉(zhuǎn)變壓器、電纜和解碼電路）加起來降低制造成本，提高可靠性和耐用性。

有傳感器的 BLDC 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器使用帶有轉(zhuǎn)子位置傳感器的3相 PWM 逆變器來執(zhí)行換相和/或電流控制。但是，獲取轉(zhuǎn)子位置信息的方法不同，在無傳感器控制技術(shù)中，轉(zhuǎn)子位置信息是通過間接感應(yīng)三個(gè)電機(jī)端子電壓之一的反電動(dòng)勢(shì)（電動(dòng)勢(shì)）來確定的。由于3個(gè)BLDC電機(jī)相繞組中只有兩個(gè)同時(shí)導(dǎo)通，因此第三個(gè)非導(dǎo)電相背負(fù)可以間接計(jì)算轉(zhuǎn)子位置和速度的反電動(dòng)勢(shì)。目前，無傳感器技術(shù)尚未得到廣泛采用，在未來，它有望成為主要的 BLDC 電機(jī)控制方法。

扭矩紋波減少

盡管 BLDC 電機(jī)具有許多優(yōu)點(diǎn)，但它們具有一個(gè)限制因素：傾向于表現(xiàn)出扭矩脈動(dòng)。這些脈動(dòng)會(huì)導(dǎo)致聲學(xué)噪聲和振動(dòng)，并且會(huì)嚴(yán)重限制系統(tǒng)的性能，特別是在高精度和高穩(wěn)定性應(yīng)用中。在高速應(yīng)用中，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)可以通過負(fù)載的慣性濾除。然而，在低速時(shí)，當(dāng)它們最明顯時(shí)，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)會(huì)極大地限制性能。轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)是由 BLDC 電機(jī)和 PWM 驅(qū)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)引起的，包括電機(jī)的幾何缺陷、不精確的換向、電流驅(qū)動(dòng)波形的保真度 、相位延遲、摩擦和電機(jī)中的磁滯。它們可以通過更好的電機(jī)設(shè)計(jì)或使用更好的驅(qū)動(dòng)控制器來減少。

轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)分為兩大類：齒槽轉(zhuǎn)矩和換向轉(zhuǎn)矩，齒槽轉(zhuǎn)矩是由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)定子槽開口引起的磁阻變化產(chǎn)生的?？梢酝ㄟ^改變電機(jī)設(shè)計(jì)來減少齒槽轉(zhuǎn)矩，例如定子槽的傾斜、選擇分?jǐn)?shù)槽/極電機(jī)設(shè)計(jì)或選擇相對(duì)于槽間距的磁體寬度。換向轉(zhuǎn)矩紋波是由驅(qū)動(dòng)器的 PWM 逆變器和是由于電流滯后或逆變器產(chǎn)生高頻電流紋波。換相時(shí)，一相關(guān)斷，另一相導(dǎo)通，所以各相電流的上升和下降速率不相等，因此兩相電流在換相過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不會(huì)瞬間加到轉(zhuǎn)矩值上。一個(gè)完全勵(lì)磁的相位，這將允許在換向間隔內(nèi)獲得平滑的扭矩。