無刷直流 (BLDC) 電機在市場和廣泛的運動控制應(yīng)用中得到了迅速采用，因為它們與傳統(tǒng)有刷直流電機相比具有明顯的優(yōu)勢。更少的維護、更高的運行速度、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，但 BLDC 電機的成本高于傳統(tǒng)直流電機，因為它們需要電機驅(qū)動控制器（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，消除機械對準問題，并減少電機的尺寸和重量。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行 BLDC 電機，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 電機驅(qū)動器使用帶有轉(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)三個電機端子電壓之一的反電動勢（電動勢）來確定的。由于3個BLDC電機相繞組中只有兩個同時導(dǎo)通，因此第三個非導(dǎo)電相背負可以間接計算轉(zhuǎn)子位置和速度的反電動勢。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 電機控制方法。

扭矩紋波減少

盡管 BLDC 電機具有許多優(yōu)點，但它們具有一個限制因素：傾向于表現(xiàn)出扭矩脈動。這些脈動會導(dǎo)致聲學(xué)噪聲和振動，并且會嚴重限制系統(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)矩脈動可以通過負載的慣性濾除。然而，在低速時，當(dāng)它們最明顯時，轉(zhuǎn)矩脈動會極大地限制性能。轉(zhuǎn)矩脈動是由 BLDC 電機和 PWM 驅(qū)動控制器設(shè)計引起的，包括電機的幾何缺陷、不精確的換向、電流驅(qū)動波形的保真度 、相位延遲、摩擦和電機中的磁滯。它們可以通過更好的電機設(shè)計或使用更好的驅(qū)動控制器來減少。

轉(zhuǎn)矩脈動分為兩大類：齒槽轉(zhuǎn)矩和換向轉(zhuǎn)矩，齒槽轉(zhuǎn)矩是由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時定子槽開口引起的磁阻變化產(chǎn)生的。可以通過改變電機設(shè)計來減少齒槽轉(zhuǎn)矩，例如定子槽的傾斜、選擇分數(shù)槽/極電機設(shè)計或選擇相對于槽間距的磁體寬度。換向轉(zhuǎn)矩紋波是由驅(qū)動器的 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，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)矩不會瞬間加到轉(zhuǎn)矩值上。一個完全勵磁的相位，這將允許在換向間隔內(nèi)獲得平滑的扭矩。