无刷直流电动机的方波与正弦波驱动

01 什么是直流无刷电机？无刷直流电机是在有刷直流电动机的基础上发展来的，具有无极调速、调速范围广、过载能力强、线性度好、寿命长、体积小、重量轻、出力大等优点，解决了有刷电机存在的一系列问题。

由于无刷电机没有电刷进行自动换向，因此需要使用电子换向器进行换向。

无刷直流电机驱动器实现的就是这个电子换向器的功能。

02 无刷电机的控制方式目前直流无刷电机的控制主要分两大类：方波控制（梯形波控制）与弦波控制，这两类控制方式的原理分别是什么呢？（1）方波控制：通过霍尔传感器获得电机转子的位置，然后根据转子的位置在360°的电气周期内，进行6次换向（每60°换向一次）。

每个换向位置电机输出特定方向的力，因此可以说方波控制的位置精度是电气60°。

由于在这种方式控制下，电机的相电流波形接近方波，所以称为方波控制。

（2）弦波控制：使用的是SVPWM波，输出的是3相正弦波电压，电机相电流为正弦波电流。

可以认为在一个电气周期内进行了多次的连续变化换向，无换相电流突变。

显然，正弦波控制相比方波控制，其转矩波动较小，电流谐波少，控制起来感觉比较“细腻”。

03 方波与弦波特点方波控制特点（1）价格便宜。

驱动器算法简单，开发难度低，开发成本较低，且本身硬件成本比弦波控制成本低；（2）加减速简单粗暴，类似于轰油门，但也容易过冲；（3）匹配电机简单，对电机霍尔相位、相电感、相电阻要求低；弦波控制特点（1）运行平稳，转矩波动小。

类似伺服的控制，运行效果顺畅，不易受负载变动而波动；（2）更加稳定可靠，使用寿命高。

弦波控制避免产生尖峰电流的冲击，而方波控制易产生尖峰电流，对mos管及电机进行冲击，容易影响使用寿命；（3）安静，噪声小。

电机运行时方波控制可明显听到“吱吱吱”的电流声，弦波控制电流声极小；（4）效率高，节能减排。

弦波控制比方波控制电机的使用效果更高，输出同等功率所需电流更低；（5）算法难度较高，成本相对方波控制会高一点；04 如何选择方波与弦波驱动既然无刷电机的控制方式有弦波与方波两种，那该如何选择呢？（1）对运行效果、性能、稳定可靠性没有太高的要求，追求低成本，选方波驱动器；（2）想要运行效果好、稳定可靠性高、静音、耗电低效率高，选弦波驱动器；深圳市安普斯智能科技有限公司所开发的无刷驱动器都是采用弦波控制，运行效果好、速度波动小、稳定可靠性高、静音，广泛应用于直流无刷广告门控制、直流无刷道闸控制、直流无刷尿素泵驱动、直流无刷医疗注射泵驱动等。

BLDC无刷直流电机的原理及驱动基础无刷直流电机（BLDC，也称为马达驱动）是电机和控制技术相结合的产品，电调控制电机的运行，从电流驱动角度来看，无刷直流电机可分为正弦波驱动和方波驱动。

通常，以方波驱动的电机称为无刷直流电机（BLDC），正弦波驱动的电机则为永磁同步电机（PMSM）。

无刷直流电机，跟永磁同步电机，基本结构相似，主要区别在于控制器电流的驱动方式不同。

产生相位差120度的正弦三相电，要不断的调整三路、或是六路PWM的占空比，这要求较高的处理速度。

给电机供相位差120度的方波，电机运转噪音虽大一些，但电机仍可以基本平稳的运转，方波驱动方式对处理器的速度要求低了很多。

所以方波驱动方式就广泛应用开来。

一、方波控制理论基础方波控制也叫六步控制，在一个电周期中，电机只有六种转态，或者说定子电流有六种状态（三相桥臂有六种开关状态）。

每一种电流状态都可看作合成一个方向的矢量力矩，六个矢量有规律地、一步接一步地转换，矢量旋转方向决定了电机旋转方向（顺时针或是逆时针），电机转子会跟着同步旋转。

在方波控制里，主要是对两个量进行控制，一个是电机转子位置对应的开管状态，有Hall时，通过Hall信息获取转子位置，无传感器时，通过反电动势信息获取转子位置，从而决定开管状态；第二个是PWM占空比的控制，通过控制占空比的大小来控制电流大小，从而控制转矩和转速。

二、方波算法实现步骤（1）Hall 方波控制：1.读取母线电流采样的AD 值，计算母线电流2.电流环计算应该给的PWM 占空比，控制电流为给定电流大小3. 读取hall 状态，根据Hall 状态与三相桥臂开管状态关系数组，得到相应的开管状态，每次hall 状态的跳变沿及为三相桥臂状态切换的时间点（也称为换相点）。

4. Hall 相邻状态间的扇区为一个电周期的六分之一，即为60°，用定时器可记录60°扇区所用的时间，从而计算电流频率，从而得到电机转速。

直流无刷电机的正弦波控制传统的直流无刷电机采用方波控制方式，控制简单，容易实现，同时存在转矩脉动、换相噪声等问题，在一些对噪声有要求的应用领域存在局限性。

针对这些应用，采用正弦波控制可以很好的解决这个问题。

直流无刷电机的正弦波控制简介直流无刷电机的正弦波控制即通过对电机绕组施加一定的电压，使电机绕组中产生正弦电流，通过控制正弦电流的幅值及相位达到控制电机转矩的目的。

与传统的方波控制相比，电机相电流为正弦，且连续变化，无换相电流突变，因此电机运行噪声低。

根据控制的复杂程度，直流无刷电机的正弦波控制可分为:简易正弦波控制与复杂正弦波控制。

(1)简易正弦波控制:对电机绕组施加一定的电压，使电机相电压为正弦波，由于电机绕组为感性负载，因此电机相电流也为正弦波。

通过控制电机相电压的幅值以及相位来控制电流的相位以及幅值，为电压环控制，实现较为简单。

(2)复杂正弦波控制:与简易正弦波控制不同，复杂的正弦控制目标为电机相电流，建立电流环，通过直接控制相电流的相位与幅值达到控制电机的目的。

由于电机相电流为正弦信号，因此需要进行电流的解耦操作，较为复杂，常见的为磁场定向控制(FOC)及直接转矩控制(DTC)等。

本文将主要介绍简易正弦波控制的原理及其实现。

简易正弦波控制原理简易正弦波控制即通过控制电机正弦相电压的幅值以及相位达到控制电机电流的目的。

通常通过在电机端线施加一定形式的电压来使绕组两端产生正弦相电压。

常见的生成方式为:正弦PWM以及空间矢量PWM。

由于正弦PWM原理简单且便于实现，因此简易正弦波控制中通常采用其作为PWM生成方式。

图1为BLDC控制结构图，其中Ux、Uy、Uz为桥臂电压，Ua、Ub、Uc为电机绕组的相电压，以下对于不同种类的PWM调制方式的介绍将基于此结构图进行。

图1 直流无刷电机控制框图(1)三相正弦调制PWM三相SPWM为最常见的正弦PWM生成方式，即对电机三个端线施加相位相差120度的正弦电压信号，由于中性点为0，因此电机相电压也为正弦，且相位与施加的正弦电压相同。

类控制方式为线电压控制。

见图2：图3 开关损耗最小正弦PWM端线电压其中Ux、Uy、Uz为电机端线电压，Ua、Ub、Uc为电机相电压，可见相电压相位差为120度。

Ux、Uy、Uz与Ua、Ub、Uc的关系如下：合并后，Ux，Uy，Uz如下：可见采用开关损耗最小正弦PWM时，Ux，Uy，Uz相位差120度，且为分段函数形式，并非正弦电压，而电机相电压Ua、Ub、Uc仍然为正弦电压。

且在120度区内端线电压为0，即对应的开关管常开或常关。

因此与三相正弦PWM相比，开关损耗减少1/3。

通过控制Ux，Uy，Uz的相位以及幅值即可以控制Ux，Uy，Uz，实现控制电流的目的。

4．直流无刷电机简易正弦波控制的实现4.1 系统结构图4 系统框图系统结构如图4所示。

工作原理如下：霍尔输入信号经过自动滤波及采样处理，得到可为分段函数，与为正的实现：因此即图5 BLDC霍尔传感器输出与反电势之间的关系采用开关损耗最小正弦PWM控制BLDC时时，电机端线电压与霍尔传感器输出之间的关系示意图如图6。

图6 采用开关损耗最小正弦PWM时，端线电压与霍尔状态的关系由图2可知，采用开关损耗最小正弦PWM时电机端线电压超前于相电压30°，因此可得采用正弦波控制时电机相电压与反电势同步。

由于相电压超前于相电流，因此相电流滞后于反电势。

4.4 转速计算转速计算依赖于霍尔传感器，理想状态下相邻两个霍尔状态的间隔为60°，实际应用中由于存在安装误差，实际间隔并非60°，会引入计算误差。

本文档中采用一个霍尔传感器的输出作为转速计算参考，如图7所示。

其中高低电平分别为180度，不会引入安装误差。

利用此信息即可计算电机转速。

图7 转速计算计算公式如下：。

其中：f为电频率，P为电机极对数4.5 角度估算与方波控制不同，正弦波控制中角度为连续变化，而BLDC中常见的3个霍尔传感器仅仅能提供6个角度信息，即0°，60°，120°，180°，240°，300°，其他角度信息无法直接获得。

正弦波无刷电机原理
无刷电机是一种常见的电动机类型，它采用了正弦波原理来实现转子的驱动。

该原理是基于正弦波的周期性变化，通过电流的不同相位来驱动电机转子的运动。

无刷电机的工作原理可以简单地描述为：通过电流的正弦波变化，产生的磁场作用于电机的转子，使其产生旋转运动。

为了实现这个过程，无刷电机通常由一个定子和一个转子组成。

定子是电机的静态部分，通常由一组线圈和磁铁组成。

转子是电机的旋转部分，由一组永磁体组成。

当电流通过定子线圈时，它会产生一个磁场。

这个磁场会与转子上的永磁体相互作用，使转子受到力的作用，并开始旋转。

为了保持转子的运动，电流的方向需要周期性地改变。

这就是为什么正弦波被用来驱动无刷电机的原因。

在无刷电机中，电流的方向和大小由电机控制器控制。

控制器根据电机的需求，以一定的频率和幅度来改变电流的方向和大小。

这样，控制器可以实现对电机转速和转向的精确控制。

正弦波无刷电机的优点在于其平稳性和高效性。

由于采用了正弦波驱动，电流的变化是平滑的，从而减小了电机的振动和噪音。

同时，正弦波无刷电机的效率也较高，能够更好地将电能转化为机械能。

总结起来，正弦波无刷电机是一种通过正弦波的周期性变化来驱动
转子运动的电机类型。

它的工作原理基于电流和磁场的相互作用，通过电流的不同相位来实现对转子的精确控制。

正弦波无刷电机具有平稳性和高效性的优点，适用于许多应用领域。

通过对正弦波无刷电机原理的了解，我们可以更好地理解电机的工作原理，并在实际应用中进行相应的设计和控制。

怎么辨别电动车的控制器是方波的还是正弦波的？
无刷直流电机是电机与控制技术相结合的产品，电调控制电机的运行，从电流驱动的角度看，无刷直流电机可以分为方波驱动和正弦波驱动。

通常我们将方波驱动的电机称之为无刷直流电机（BLDC），正弦波驱动的电机称之为永磁同步电机（PMSM）。

无刷直流电机和永磁同步电机的基本结构相同，主要区别在于控制器电流驱动方式不同。

无刷直流电机是方波电流驱动，永磁同步电机是正弦波电流驱动。

我们要将电机的气隙磁密波形与驱动电流波形相匹配，才能发挥出电机更好的性能。

因此，无刷直流电机的气隙磁密波形也要设计成方波，而永磁同步电机气隙磁密波形则要设计成正弦波。

无刷直流电机和永磁同步电机在性能上，在转矩平稳上存在着较大的差异。

电机运行时的转矩波形有许多因素造成，齿槽效应是无刷直流电机和永磁同步电机转矩波动的共同因素。

目前减小齿槽效应的措施也有多种，常见的如定子斜槽、转子斜极、分数槽等。

在理想情况下，无论是无刷直流电机还是永磁同步电机，电流与转矩的特性曲线是呈线性变化的，不管电机运转在任何位置都不会有转矩波动。

在实际情况下，由于无刷直流电机的绕组存在电感，它妨碍了电流的快速变化。

在换相过程中，电流从最大值到最小值、最小值到最大值切换过程需要一定时间。

因此，输入到无刷电机中的电流波形是梯形而不是矩形的。

正是这种偏离导致无刷直流电机存在换相转矩波动。

在永磁同步电机中驱动器换相转矩波动几乎是没有的，它的转矩波动主要是由电流纹波造成的，而且在高速运转时，这些纹波转矩将会随着转子的惯性过滤掉。

无刷电机驱动信号波形特点无刷电机驱动信号波形特点是指在无刷电机驱动过程中，电机驱动信号的波形特征。

无刷电机是一种通过电子换向器来控制电机运动的电机，相比传统的有刷电机，无刷电机具有高效、高性能和低噪音等优点。

无刷电机驱动信号波形特点的了解对于电机控制和系统性能的优化具有重要意义。

无刷电机驱动信号波形特点主要包括以下几个方面：1. 方波信号：无刷电机的驱动信号一般为方波信号，其特点是周期性变化，幅值为高电平和低电平之间的差值。

方波信号可以通过电子换向器的控制来实现对电机的转速和转向等参数的调节。

2. 脉宽调制：无刷电机驱动信号中常使用的一种调制方式是脉宽调制（PWM）。

脉宽调制是指通过改变方波信号中高电平和低电平的时间比例来控制电机运动。

通过调节脉宽比例，可以实现对电机转速的控制。

3. 频率调节：无刷电机驱动信号的频率也是一个重要的参数。

频率越高，电机的转速越快，但同时也会增加功率损耗。

因此，在实际应用中，需要根据具体的需求来选择合适的驱动信号频率。

4. 正弦波信号：除了方波信号外，无刷电机驱动信号还可以采用正弦波信号。

正弦波信号可以实现更平滑的电机控制，减小电机的振动和噪音。

然而，正弦波驱动信号的实现相对复杂，需要更高的硬件和软件支持。

5. 相位差：无刷电机驱动信号中的相位差是指控制电机不同相位的信号之间的时间差。

相位差的调节可以改变电机的转向和转速。

通过电子换向器的控制，可以实现电机的正转、反转和停止等运动状态。

6. 软启动和软停止：无刷电机驱动信号的波形特点还包括软启动和软停止。

软启动是指在电机启动过程中，通过逐渐增加驱动信号的幅值来实现平稳启动，避免电机启动时的冲击和损坏。

软停止是指在电机停止过程中，通过逐渐减小驱动信号的幅值来实现平稳停止，避免电机停止时的冲击和损坏。

总结起来，无刷电机驱动信号波形特点主要包括方波信号、脉宽调制、频率调节、正弦波信号、相位差、软启动和软停止等。

了解和掌握这些波形特点对于优化电机控制和提高系统性能具有重要意义。

BLDC 永磁无刷直流电动机
BLDC是由方波驱动，如常见的三相6状态，工作方式在360度的电气周期内，三相绕组导通状态分为6个，A B C 三相绕组连接到6个MOS管。

当绕组为Y接法时，6个状态中有两个绕组串联通电，一个正相导通，一个反相导通，而另一个不导通。

在观察任意导通绕组，一个电气周期内，有120
度正相导通，60度为不导通，再有120度反相导通，60度为不导通。

然而在理想状态下，BLDC设计气隙磁通密度分布使每相绕组反电动势波形为有平坦顶部的梯形波，其平坦宽度尽可能接近120度。

在霍尔元件的作用下，使该相电流导通120度范围和同相绕组反电动势波形平坦部分120度范围在相位上完全重合。

故为方波驱动。

在方波驱动下该相电流产生的电池功率和电磁转矩均为恒值。

根据绕组对称，正反相导通对称，所以总合成转矩也为恒值，与转交位置无关，由于齿槽效应和换相过渡过程中电感的作用等原因，电流波形和理想方波有差距，转矩波动必然存在。

BLAC 永磁交流同步电动机（PMSM）
BLAC（PMSM）为正弦波驱动，因为电机气隙磁通密度分布设计和绕组设计使每相绕组的反电动势波形为正弦波。

正弦波驱动的BLAC具有线性的转矩-电流特性。

转矩与转角位置也无关，转矩波动是很小，可忽略不计。

但是这种差不多只适合于低速运转的无刷电机。

无刷电机正弦波效率低的原因
无刷电机是一种高效的电动机器，因为它不需要通过碳刷和旋转子之
间的物理接触来转动转子。

相反，无刷电机使用电子控制器来提供电
源和控制旋转速度，使其更加高效和可靠。

但是，对于无刷电机来说，正弦波模式的效率常常低于方波模式，以下是其主要原因：
1. 正弦波模式使得驱动器效率降低
使用正弦波模式，需要一个更强大的控制器来提供电能和控制电机速度。

这种控制器的成本更高，并且通常需要更多的功耗，消耗更多的
能量，效率因此会降低。

2. 调速反应时间增加导致效率下降
正弦波模式通常会增加调速反应时间。

在运行速度和负载变化时，它
需要更长的时间来适应，这会降低整个系统的效率。

相比之下，方波
模式更快响应变化，因此效率可能更高。

3. 需要更高的控制开销
如果使用正弦波模式，控制器需要更高的处理能力和更高的精确度来
提供准确的电源和测量旋转速度。

这将导致控制器成本增加，并降低
效率。

4. 整体成本增加
虽然正弦波模式在无声运行和低扭矩起动等方面比方波模式更优，但
转换成正弦波模式需要更高的成本。

因此，如果成本是决定因素，需
要根据实际情况决定使用哪种模式。

在无刷电机中，正弦波模式和方波模式都有其优势和不足。

虽然正弦波模式可以使电机更加平稳和静音，但通常需要更高的控制开销，并可能导致整个系统的效率下降。

如果需要取得更高的效率，选择方波模式可能更好。

因此，对于不同的应用需求，我们可以根据实际情况在正弦波和方波之间做出取舍。

1．前言随着控制技术的发展以及社会对节能要求的提高，直流无刷电机作为一种新型、高效率的电机被得到了广泛的应用。

传统的直流无刷电机采用方波控制方式，控制简单，容易实现，同时存在转矩脉动、换相噪声等问题，在一些对噪声有要求的应用领域存在局限性。

针对这些应用，采用正弦波控制可以很好的解决这个问题。

2．直流无刷电机的正弦波控制简介直流无刷电机的正弦波控制即通过对电机绕组施加一定的电压，使电机绕组中产生正弦电流，通过控制正弦电流的幅值及相位达到控制电机转矩的目的。

与传统的方波控制相比，电机相电流为正弦，且连续变化，无换相电流突变，因此电机运行噪声低。

根据控制的复杂程度，直流无刷电机的正弦波控制可分为：简易正弦波控制与复杂正弦波控制。

（1）简易正弦波控制：对电机绕组施加一定的电压，使电机相电压为正弦波，由于电机绕组为感性负载，因此电机相电流也为正弦波。

通过控制电机相电压的幅值以及相位来控制电流的相位以及幅值，为电压环控制，实现较为简单。

（2）复杂正弦波控制：与简易正弦波控制不同，复杂的正弦控制目标为电机相电流，建立电流环，通过直接控制相电流的相位与幅值达到控制电机的目的。

由于电机相电流为正弦信号，因此需要进行电流的解耦操作，较为复杂，常见的为磁场定向控制（FOC）及直接转矩控制（DTC）等。

本文将主要介绍简易正弦波控制的原理及其实现。

3．简易正弦波控制原理简易正弦波控制即通过控制电机正弦相电压的幅值以及相位达到控制电机电流的目的。

通常通过在电机端线施加一定形式的电压来使绕组两端产生正弦相电压。

常见的生成方式为：正弦PWM以及空间矢量PWM。

由于正弦PWM原理简单且便于实现，因此简易正弦波控制中通常采用其作为PWM生成方式。

图1为BLDC控制结构图，其中Ux、Uy、Uz为桥臂电压，Ua、Ub、Uc为电机绕组的相电压，以下对于不同种类的PWM调制方式的介绍将基于此结构图进行。

图1 直流无刷电机控制框图（1）三相正弦调制PWM三相SPWM为最常见的正弦PWM生成方式，即对电机三个端线施加相位相差120度的正弦电压信号，由于中性点为0，因此电机相电压也为正弦，且相位与施加的正弦电压相同。

正弦波和方波电机 -回复
方波电机和正弦波电机是根据电机电源的不同,可分为两类。

方波电机是将直
流电转换为交流电，然后再通过变换器将其变为方波交流电，以驱动电机的一种设备。

而正弦波电机则是直接将直流电转换为正弦波交流电，从而驱动电机。

两类电机在工作原理上存在一些差别。

方波电机的特点是电流曲线呈方形，电压和电流呈现出同步性，有利于提高电机的转速和输出功率，但是，由于电流曲线的快速变化，容易引发电机的热效应，导致电机损伤。

而正弦波电机，其电流变化更加平缓，有利于减小电机的损伤，从而提高电机的使用寿命。

正弦波电机的运行过程中，电流变化平稳，电机运行更加安静。

正
弦波电机在运行过程中，因为电流变化平缓，电机磨损程度相对较低，使用寿命更长。

同时由于电流变化平稳，电机的运行噪音也比较小。

然而，正弦波电机相比于方波电机，其输出功率较低。

由于电源变换器的电流变化较为平缓，所以正弦波电机的转速、输出功率低于方波电机。

由此可见，正弦波电机和方波电机在性能上各有优劣，需要根据实际应用情况选择。

综上所述, 正弦波电机与方波电机各有其特点与优劣，具体哪种电机更适合使
用依赖于其应用环境和使用要求。

其主要差异在于正弦波电机更适用于轻负载、
高精度、低噪音的运行环境，而方波电机则适用于轻负载、功率较大的应用环境。

以上就是对“正弦波电机和方波电机”的全面介绍。

无刷电机方波驱动原理无刷电机是一种采用电子换向装置代替传统机械换向装置的电机。

与有刷电机相比，无刷电机具有更高的效率和更长的使用寿命。

在无刷电机中，方波驱动是一种常见的控制方式，它的主要目的是根据转子的位置给对应的绕组通电，并且每次只给定子绕组中的两相通电。

本文将详细介绍无刷电机方波驱动的原理。

1.方波驱动方式方波驱动方式的原理是利用控制器根据转子的位置给对应的绕组通电。

为了实现这一目标，控制器需要具备对电机转子位置的检测能力，以及根据转子位置来控制绕组通电状态的能力。

在方波驱动中，每次只给定子绕组中的两相通电，这可以有效地降低电机的脉动和噪声。

2.六步换相原理六步换相是一种常见的控制策略，它的主要目的是通过霍尔传感器检测转子位置，从而控制电机换相。

在无刷电机中，换相是通过控制器根据霍尔传感器的输出信号来控制电机绕组通电状态的改变实现的。

六步换相可以保证电机在运转过程中，每次只有两相绕组通电，这有助于降低电机的功耗和噪声。

3.通过不断读取霍尔传感器不同的电平翻转时刻来控制电机绕组的通电状态霍尔传感器是一种用于检测电机转子位置的装置。

在无刷电机中，控制器通过读取霍尔传感器的输出信号来获取转子的位置信息。

霍尔传感器的输出信号会随着转子位置的变化而发生电平翻转，控制器根据这些不同的电平翻转时刻来控制电机绕组的通电状态。

通过这种方式，可以保证电机绕组在正确的时机通电，从而实现电机的平稳运转。

4.总结无刷电机方波驱动原理是利用控制器根据转子的位置给对应的绕组通电，并且每次只给定子绕组中的两相通电。

六步换相策略是通过霍尔传感器检测转子位置，从而控制电机换相。

通过不断读取霍尔传感器不同的电平翻转时刻，控制器可以控制电机绕组的通电状态，从而使电机平稳运转。

与有刷电机相比，无刷电机具有更高的效率和更长的使用寿命，因此无刷电机的应用前景非常广阔。

未来的研究方向包括优化方波驱动的控制策略、提高电机的效率和降低噪声等。

正弦波驱动下无刷直流电机机械特性研究发表时间：2018-12-26T15:00:34.280Z 来源：《防护工程》2018年第29期作者：王超[导读] 本文主要对正弦波驱动下无刷直流电机机械特性进行分析探讨。

佳木斯电机股份有限公司黑龙江省佳木斯市 154000 摘要：无刷直流电机以其体积小、效率高、寿命长、易于维护等优点，广泛应用于家电、医疗器械、航空航天等各个领域。

无刷直流电机一般采用方波驱动，输出力矩大。

同时，电机转矩脉动和噪声也比较大，影响其在高精度、低噪声环境下的应用。

在工程实践中，永磁无刷直流电机的反电势很难达到理想的梯形，而是介于梯形与正弦波两者之间。

因此，对于梯形波反电势的无刷直流电机也可以采用正弦波电流驱动。

基于此，本文主要对正弦波驱动下无刷直流电机机械特性进行分析探讨。

关键词：正弦波驱动；无刷直流电机；机械特性1、前言近年来，人们对无刷直流电机的正弦波驱动进行了研究。

本文主要研究无刷直流电机在正弦波电流开环自同步驱动下电机的机械特性，并与方波驱动下的机械特性进行对比。

2、正弦波驱动U－I特性无刷直流电机一般采用方波驱动，采用霍尔传感器作为电机的转子位置传感器。

无刷直流电机的正弦波电流开环自同步驱动是指利用霍尔传感器获得的转子信息，产生三相对称互差120°的正弦电流注入到三相对称的定子绕组中，电流的频率随霍尔信号频率(即电机转速)的变化而变化。

电机的调速是靠改变正弦波电流的幅值而不是频率来实现。

因此，为了实现电机的正弦波驱动，需要利用软件预测的方法来得到较为精确的转子位置，文献［1］较为详细的介绍了如何利用霍尔信号来实现无刷直流电机的正弦波驱动。

由于电机相绕组中电感的存在，无刷直流电机采用正弦波电流开环自同步驱动时，电机的相电流与相电压之间存在超前、滞后关系。

这里采用同步电机的方法———向量图来分析电机的相电流与相电压之间的关系。

对于一台同步电机来说，当电机进入稳态运行时，相绕组电路模型可以等效成如图1所示。

无刷电机及其控制方案MCU讲解一、电机（马达）分类1.DC电机2.AC电机有刷电机是传统产品，在性能上比较稳定，缺点是换向器和电刷接触，使用寿命很短需要定期维护及更新。

相比之下，无刷DC电机由电机主体和驱动器组成，以自控式方式运行，无论是电机使用寿命、还是性能效率方面，都比有刷电机要好。

从电流驱动角度来看，无刷直流电机可分为正弦波驱动和方波驱动。

通常，以方波驱动的电机称为无刷直流电机（BLDC），正弦波驱动的电机则为永磁同步电机（PMSM）。

无刷直流电机，跟永磁同步电机，基本结构相似，主要区别在于控制器电流的驱动方式不同。

二、无刷直流电机（BLDC）讲解BLDC电机中的“BL”意为“无刷”，就是DC电机（有刷电机）中的“电刷”没有了。

电刷在DC电机（有刷电机）里扮演的角色是通过换向器向转子里的线圈通电。

那么没有电刷的BLDC电机是如何向转子里的线圈通电的呢？原来BLDC电动机电机采用永磁体来做转子，转子里是没有线圈的。

由于转子里没有线圈，所以不需要用于通电的换向器和电刷。

取而代之的是作为定子的线圈。

BLDC电机的运转示意图。

BLDC电机将永磁体作为转子。

由于无需向转子通电，因此不需要电刷和换向器。

从外部对通向线圈的电进行控制。

DC电机（有刷电机）中被固定的永磁体所制造出的磁场是不会动的，通过控制线圈（转子）在其内部产生的磁场来旋转。

要通过改变电压来改变旋转数。

BLDC电机的转子是永磁体，通过改变周围的线圈所产生的磁场的方向使转子旋转。

通过控制通向线圈的电流方向和大小来控制转子的旋转。

三、无刷直流电机（BLDC）优势直流电机都可以设计成有刷、或者是无刷电机，但无刷直流电机（BLDC）通常是大多数应用的首选。

不像同步电机那样，无刷电机不需要另外加载启动绕组，同时也不会出现负载突变时产生振荡和失步。

BLDC使用电子换向器替代碳刷，更可靠、更安静，运行效率更高，使用功耗也会随之减少，产品寿命也会更长，从长期使用性价比来讲，选择无刷直流（BLDC）使用都是不二的选择。

正弦波和方波电机 -回复
方波电机和正弦波电机是电机控制方式的两种不同形式。

在电机驱动器控制中，应用的比较普遍的是方波电机和正弦波电机这两种方式。

其中，方波电机是指力矩输出在每个电机电流相位变化时都会有一次跌落；而正弦波则是指电动机的输出扭矩在每个电流相位变化时平稳过渡，无跌落。

方波电机的优点在于其结构简单，驱动电路较为简洁，成本相对较低；但同时，其输出的扭矩波纹大，噪声较高，热效率较低。

而正弦波电机采用了正弦电流驱动，因此其输出扭矩波动小，噪声低，效能高，工作温度相对较低，更为节能。

但正弦波电机的控制电路较为复杂，容易造成电流失真，同时成本也相对较高。

总的来说，两种电机各有利弊，适用的领域也各不相同。

方波电机由于其特性，更加适合做一些粗糙的动力传动，如行走机器人、电动车等。

而正弦波电机则更
适合一些对噪声、热效和温度有严格要求的精密设备，如医疗设备、精密仪器等。