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2线直流无刷电机原理介绍2线直流无刷电机是一种采用电子换向器而不是传统刷子换向器的直流电机。
它通过电子换向器控制无刷电机的转向，从而实现高效、低噪音和可靠的电机运行。
原理2线直流无刷电机的原理基于电磁感应和电子换向。
下面将深入探讨其工作原理。
电磁感应根据法拉第电磁感应定律，当一个导体在磁场中运动时，会在导体中产生感应电动势。
这个电动势的方向和大小取决于导体的运动方向和磁场强度。
在2线直流无刷电机中，核心部分是一个固定的转子和一个旋转的定子。
转子上包含了几个磁极，而定子上则有与之对应的绕组线圈。
电子换向传统的刷子换向直流电机使用机械刷子与转子上的永磁体接触来改变绕组的电流方向，从而让电机旋转。
然而，刷子换向带来了一些问题，如摩擦、热量生成和寿命限制。
2线直流无刷电机通过电子换向器解决了传统电机的问题。
电子换向器是一个电子装置，其工作原理基于旋转定子上的传感器和转子上的磁极。
在电机运行时，旋转定子上的传感器不断地感知转子磁极的位置。
通过对这些位置信息进行处理，电子换向器能够确定何时改变绕组中电流的方向，从而实现电机正常运行。
两相供电2线直流无刷电机由两线组成，分别是电源线和地线。
这两条线提供电机所需的电流和电压。
然而，这种简化的电源配置也限制了对电机的控制能力。
通常情况下，2线直流无刷电机只能以恒定速度旋转，因为电子换向器不能动态地调整电机的转速和力矩。
要实现动态控制，需要添加第三条线路，即用于控制电机的信号线。
优势2线直流无刷电机相比传统刷子换向直流电机具有多个优势。
1.高效率：无刷电机由于没有摩擦损耗，其能效更高。
2.高速度范围：无刷电机能够实现更广泛的速度范围。
3.高可靠性：无刷电机没有机械刷子，减少了可能的故障点。
4.低噪音：无刷电机减少了机械摩擦和噪音。
应用领域2线直流无刷电机广泛应用于工业自动化、航空航天、电动汽车、家电和个人电子等领域。
由于其高效、低噪音和可靠性，它成为许多领域中电机驱动系统的首选。
无刷直流电机的原理及正确的使用方法无刷直流电机（Brushless DC motor，简称BLDC）是一种采用电子换向器换向的直流电机。
相比传统的有刷直流电机，BLDC电机具有更高的效率、更长的寿命和更少的维护需求。
下面将介绍BLDC电机的原理及正确的使用方法。
一、无刷直流电机的工作原理无刷直流电机由电机主体、电子换向器和控制电路组成。
电机主体包括固定部分（定子）和旋转部分（转子）。
定子上安装有若干绕组，每个绕组都与电子换向器相连。
电子换向器通过检测转子位置，并将适当的电流传送到绕组上，以形成旋转磁场。
转子感应到旋转磁场后，会根据斯托克定律转动。
无刷直流电机的电子换向器是一个复杂的电路系统，它通过检测转子位置来实现精确的换向。
检测转子位置的常用方法有霍尔效应、光电传感器、电感传感器等。
根据检测到的转子位置，电子换向器会以正确的顺序和适当的时机驱动绕组工作，从而实现连续的旋转。
二、无刷直流电机的正确使用方法1.供电电压：无刷直流电机具有特定的工作电压范围，应确保供电电压在该范围内。
如果供电电压过高，会导致电机过载甚至烧毁。
如供电电压过低，则会影响电机的性能和扭矩输出。
2.控制电路：无刷直流电机需要通过控制电路控制电流和实现换向。
因此，应使用正确的控制电路来驱动BLDC电机。
控制电路的选择应根据电机的额定电流和电压进行。
3.保护措施：为了延长无刷直流电机的寿命，应采取适当的保护措施。
例如，可以在电机上安装过压保护、过流保护和过温保护等设备，以防止电机受到损坏。
4.换向算法：无刷直流电机的换向算法对其性能和效率有很大的影响。
应根据电机的工作要求和特性选择合适的换向算法。
常见的换向算法有霍尔传感器换向、电流反电动势（Back EMF）换向等。
5.轴承和润滑：轴承是无刷直流电机中常见的易损件。
应定期检查轴承的状态，并进行润滑维护。
适当的润滑可以减少摩擦和磨损，提高电机的效率和寿命。
6.散热措施：无刷直流电机在长时间工作时会产生一定的热量。
无刷直流电机换相转矩脉动分析及抑制近年来，随着技术的进步，无刷直流电机（BLDC）经常被应用到多种领域，这种电机具有良好的稳定性、可靠性、节能性和高效率等特点。
无刷直流电机采用驱动器来驱动其旋转，并通过换相来控制其转速。
但是，在实际的换相过程中，由于硬件结构和电路的特性，会引起换相转矩脉动这种不利的现象。
因此，为了提高无刷直流电机的精确性和可靠性，如何有效的抑制换相转矩脉动成了当前应用无刷直流电机的研究人员面临的一个重要问题。
为了解决换相转矩脉动问题，我们首先需要了解换相转矩脉动的本质及其影响因素。
首先，换相转矩脉动是由于驱动器控制电机时产生的脉动现象，其主要原因是电机的动态特性，例如电机的电流响应与输入电压时间延迟、滞后特性，以及电机阻抗等。
此外，控制器的设计也会影响换相转矩脉动的大小，例如电压控制（PWM）、电流控制等。
此外，电机的结构参数，如齿数、磁极和电枢直径等，也会影响换相转矩脉动的大小。
为了降低换相转矩脉动，需要从两个方面出发。
首先，。
控制算法设计。
控制算法是控制电机转矩脉动的核心，根据电机的特性，采用适当的控制算法，可以有效的抑制换相转矩脉动。
例如，在电机控制中采用模糊控制和自适应控制等算法，可以有效的抑制转矩脉动；此外，采用调整电压滤波器参数的方法也可以减小换相转矩脉动。
其次，需要采取设计优化的方法。
设计优化可以改变电机结构参数，提高电机控制系统的精确度，从而有效地减少换相转矩脉动。
例如，可以考虑增加电机齿数，增加舵机驱动器输出电流，减少电机阻抗等。
此外，可以从电机材料和结构参数方面考虑优化结构，以降低电机内部转矩脉动。
此外，为了更好的抑制换相转矩脉动，除了考虑控制算法和设计优化外，还可以考虑采用某种机械补偿方法。
比如，采用小型回路控制器，可以有效抑制换相转矩脉动，其原理是在无刷直流电机换相过程中，采用小型回路控制器对转矩信号进行补偿，从而减小换相转矩脉动的大小。
综上所述，换相转矩脉动是应用无刷直流电机的一个致命性问题，控制算法、设计优化和机械补偿等方法可以有效的抑制换相转矩脉动，从而提高无刷直流电机的精确性和可靠性。
无刷直流电机原理详解无刷直流电机（Brushless DC Motor，BLDC）是一种采用无刷换向技术的直流电机。
相比于传统的直流电机，BLDC电机具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、噪音低等优点，在现代电子设备和自动化控制系统中得到了广泛应用。
下面将详细介绍BLDC电机的工作原理。
BLDC电机由定子和转子组成。
定子上安装有若干个电磁线圈，称为相，而转子上安装有若干个永磁体，称为极对。
定子和转子之间的空间称为气隙，气隙内充满了磁场。
BLDC电机的工作过程可以分为三个阶段：换相与通电阶段、驱动阶段和反力电动势阶段。
第一阶段是换相与通电阶段。
在这个阶段，控制系统会根据转子的位置和速度来确定哪一对相需要通电。
控制系统通过检测相电流或转子位置传感器来确定当前位置，并选择合适的相通电。
当主电源加到一个相上时，该相产生的磁场相互作用于转子的永磁体，会使转子产生一个力矩，使其转动。
第二阶段是驱动阶段。
在这个阶段，控制系统会根据需要持续进行换相和通电操作，以保持转子的转动。
当转子转到一个新的位置时，控制系统会更换通电的相，继续提供力矩使转子转动。
通过不断重复这个过程，电机会保持稳定的转速。
第三阶段是反力电动势阶段。
当转子在定子的磁场作用下旋转时，转子上的永磁体会产生电动势。
这个电动势会抵消掉输入电源的电压，使电机的电流减小。
控制系统需要根据电动势的大小来调整输入电压的大小，以保持恒定的电流和转矩输出。
BLDC电机的运行需要一个专门的控制器来进行换相和通电操作。
控制器通常使用先进的电路和算法来实现精确的控制。
控制器根据转子位置传感器或相电流传感器的反馈信号，确定转子的位置，并根据需要选择哪一对相通电。
控制器还可以进行速度和转矩的闭环控制，以实现精确的控制和调节。
总结起来，无刷直流电机的工作原理可以归纳为换相与通电阶段、驱动阶段和反力电动势阶段。
通过准确的换相和通电操作，可以实现准确的控制和调节。
BLDC电机由于其优秀的性能和可靠性，已经成为很多领域中的首选电机。
For personal use only in study and research; not for commercial use直流无刷电动机工作原理与控制方法序言由于直流无刷电动机既具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点，故在当今国民经济各领域应用日益普及。
一个多世纪以来，电动机作为机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活中。
其主要类型有同步电动机、异步电动机和直流电动机三种。
由于传统的直流电动机均采用电刷以机械方法进行换向，因而存在相对的机械摩擦，由此带来了噪声、火化、无线电干扰以及寿命短等弱点，再加上制造成本高及维修困难等缺点，从而大大限制了它的应用范围，致使目前工农业生产上大多数均采用三相异步电动机。
针对上述传统直流电动机的弊病，早在上世纪30年代就有人开始研制以电子换向代替电刷机械换向的直流无刷电动机。
经过了几十年的努力，直至上世纪60年代初终于实现了这一愿望。
上世纪70年代以来，随着电力电子工业的飞速发展，许多高性能半导体功率器件，如GTR、MOSFET、IGBT、IPM等相继出现，以及高性能永磁材料的问世，均为直流无刷电动机的广泛应用奠定了坚实的基础。
三相直流无刷电动机的基本组成直流无刷永磁电动机主要由电动机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成。
其定子绕组一般制成多相（三相、四相、五相不等），转子由永久磁钢按一定极对数（2p=2,4,…）组成。
图1所示为三相两极直流无刷电机结构，图1 三相两极直流无刷电机组成三相定子绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件联结，A、B、C相绕组分别与功率开关管V1、V2、V3相接。
位置传感器的跟踪转子与电动机转轴相联结。
当定子绕组的某一相通电时，该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩，驱动转子旋转，再由位置传感器将转子磁钢位置变换成电信号，去控制电子开关线路，从而使定子各项绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。
直流无刷电机的控制原理
直流无刷电机的控制原理是通过电子器件对电机的相电流进行精确控制，使电机转子按照预定的角速度和方向旋转。
控制原理可以分为传感器式和无传感器式两种：
1. 传感器式控制原理：
- 电机内部安装有位置传感器，如霍尔传感器，用于检测转
子位置。
- 控制器根据传感器反馈的转子位置信号，通过运算得出所
需的相电流波形。
- 控制器将相电流波形通过功率放大电路输出给电机，驱动
电机产生力矩，并使转子旋转到预定位置。
2. 无传感器式控制原理（也称为电子换相）：
- 无传感器电机在转子上安装有永磁或磁体，用于产生磁场。
- 控制器通过测量电机绕组感应电动势的方式，实时估算转
子位置。
- 控制器根据估计的转子位置，即时计算出相电流波形。
- 控制器将相电流波形通过功率放大电路输出给电机，驱动
电机产生力矩，并使转子旋转到预定位置。
传感器式和无传感器式控制原理都利用了电子器件精确控制相电流，实现对电机速度和方向的控制。
无刷电机控制器通常使用微处理器，通过算法控制相电流波形，从而实现高性能、高效率的电机控制。
无刷直流电机的原理和控制介绍contents •无刷直流电机概述•无刷直流电机的工作原理•无刷直流电机的驱动与控制•无刷直流电机的性能与优化•无刷直流电机的应用案例与发展趋势•总结与展望目录CHAPTER无刷直流电机概述01020304高效率长寿命低噪音高性能电动汽车航空航天家用电器工业机器人无刷直流电机的应用领域CHAPTER无刷直流电机的工作原理转子霍尔传感器或编码器定子电机的基本构造电机的工作原理详解电机以恒定转速运行，通过闭环控制系统保持转速稳定。
恒速模式调速模式正反转控制制动状态根据负载变化或其他控制需求，通过改变定子绕组电流的频率和幅值，实现电机转速的调节。
通过改变定子绕组电流的相序，实现电机的正转和反转。
当电机需要停止时，可以通过短路定子绕组或反向通电等方式实现快速制动。
电机的工作模式与运行状态CHAPTER无刷直流电机的驱动与控制电机驱动电路的基本构成功率电子器件01控制芯片02电源和保护电路03六步换相法通过脉宽调制（PWM）技术，可以调整绕组的通电时间，从而实现电机转速的连续调节。
PWM控制传感器反馈控制电机控制策略与算法先进的电机控制技术场向量控制（FOC）直接转矩控制（DTC）智能控制技术CHAPTER无刷直流电机的性能与优化电机性能参数介绍转矩转速效率功率密度电机的性能优化方法磁场设计优化散热设计优化智能控制算法利用智能控制算法，如神经网络、遗传算法等，可以学习和优化控制规则，实现更加智能化的电机控制，提升性能和适应性。
现代控制理论应用应用现代控制理论，如自适应控制、鲁棒控制等，可以实时调整控制参数，提高电机的抗干扰能力和适应性。
预测控制技术通过引入预测控制技术，如模型预测控制（MPC），可以实时预测电机的未来行为，并优化控制决策，提高电机的动态响应和稳定性。
电机控制算法的优化与改进CHAPTER无刷直流电机的应用案例与发展趋势典型应用案例分析电动汽车航空航天工业自动化1 2 3高性能化智能化绿色化无刷直流电机的发展趋势技术挑战无刷直流电机的技术门槛较高，如何降低成本、提高生产效率，同时保持高性能是未来的技术挑战。
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单相直流无刷电机工作原理
单相直流无刷电机是一种以电子换向方式实现旋转的电机。其
工作原理是利用电子设备控制电流的方向和大小，使得电机中的磁
场方向和大小随之变化，从而实现转子的旋转。
具体来说，单相直流无刷电机由转子、定子、电子换向装置和
电源等部分组成。其中，转子是电机的旋转部分，由永磁体和铁芯
组成，可以旋转在定子内部。定子则是电机的静止部分，由线圈和
铁芯组成，被安装在电机的外部。
当电机通电时，电子换向装置会根据转子的位置和方向来控制
电流的方向和大小，使得电机中的磁场随之变化。具体来说，当转
子处于磁场中的一个极点时，电子换向装置会将电流的方向翻转，
从而使得磁场的方向也随之翻转。由于转子是由永磁体组成的，所
以当磁场方向改变时，转子会受到磁力的作用而旋转。
随着转子不断旋转，电子换向装置会不断地改变电流的方向和
大小，从而使得磁场的方向和大小也不断变化。这样一来，转子就
可以持续地旋转，从而实现电机的工作。
总之，单相直流无刷电机的工作原理是利用电子换向装置控制
电流的方向和大小，从而使得电机中的磁场方向和大小随之变化，
从而驱动旋转的转子。
1 / 10 无刷直流电机经典换相方式(转) [日期：2008-12-5] 作者： 来源： 1、引言 你希望在你的新产品中使用无刷伺服电机吗？平时，我们可能也常碰到一些关键词，例如“梯形波式”，“正弦波式”和“矢量控制”。只有当你了解了他们的真正含义，才能在你的新设计中选择正确的产品。
在过去的十年甚至二十年中，伺服电机市场已经从有刷伺服转变成无刷伺服的市场，这主要是由无刷伺服的低维修率和高稳定性所决定的。在这十几年中，驱动部分在电路和系统方面的技术已发展的非常完善。控制方式也已经完全可以实现那些关键词所描述的功能。
大部分的高性能的伺服系统都采用一个内部控制环来控制力矩。这个内部的力矩环通过和外部的速度环和位置环的配合以达到不同的控制效果。外部控制环的设计是与匹配的电机没有关系的，而内部的力矩环的设计则与所匹配的电机的性能息息相关。
有刷电机的力矩控制是非常简单的，因为有刷电机自身可完成换相工作。所输出的力矩是和有刷电机两极输入的直流电压成正比的。力矩也可通过P-I控制回路轻松地得到控制。P-I控制回路的主要功能就是通过检测电机实际电流和控制电流之间的偏差，实时地调整电机的输入电压。
图1
由于无刷电机自身没有换相功能，所以相对应的控制方式就比较复杂。无刷电机有三组线圈，有别于有刷电机的两组线圈。为了获得有效的力矩，无刷电机的三组线圈必须根据转子的实际位置进行相互独立的控制。这种驱动方式就充分地说明了对无刷电机控制的复杂性。
2、无刷电机基础 简单来说，无刷电机主要由旋转的永磁体（转子）和三组均匀分布的线圈（定子）组成，线圈包围着定子被固定在外部。电流流经线圈产生磁场，三组磁场相互叠加形成一个矢量磁场。通过分别控制三组线圈上的电流大小，我们可以使定子产生任意方向和大小的磁场。同时，通过定子和转子磁场之间的相互吸引和排斥，力矩便可自由地得到控制。 2 / 10
图2
对于转子旋转的任意角度，定子都存在着一个最优化的磁场方向，能产生最大的力矩；同样，定子也能产生一个无力矩输出的磁场方向。简单地说，如果定子生成的磁场和转子永磁体的磁场方向一致，电机就不会输出任何力矩。在这种情况下，两个磁场还是存在相互的作用力的，但由于这个力的方向和转子旋转轴方向一致，所以，两个磁场只产生对轴承的压力，没有产生任何的旋转力。另一方面，如果定子产生的磁场方向正交于转子的磁场方向，这就会产生一个力让转子产生转动，而且这也就是产生最大力矩的位置。
定子产生的任意方向及大小的磁场可以被分解成平行和垂直于转子磁场方向的两个分量。这样，相互正交的磁场产生旋转力，而相互平行的磁场产生的便是对轴承的压力。出于这个原因，一个高效的无刷电机驱动的功能就是减少相互平行的磁场和让相互正交的磁场最大化。
图3
为了便于对控制系统进行建模和分析的需要，我们按照惯例主要对线圈电流进行控制，而不是去控制定子的磁场。因为我们可以非常容易地检测电机的电流，而磁场（实际的磁通量）却很难得到。
在无刷电机中，流经三组线圈的电流直接产生了定子的磁场。由于这三组线圈被人为的按照相互120度角度差来安装的，所以三组线圈3 / 10
所产生的磁场也存在相互120度的角度差。而这三个磁场相互叠加便产生了定子的磁场。 为了对流经定子线圈产生的磁场进行建模，我们便引入了“空间电流矢量”的概念。固定线圈的空间电流矢量具有一个固定的磁场方向，这完全由通过线圈的磁通大小和流经线圈的电流相互作用决定的。这样，我们就可以用空间电流矢量来表征定子的磁场，这个空间电流矢量也就是三组线圈所产生的电流矢量的空间叠加。解释空间电流矢量的一个直观方式就是，我们可以假设定子仅仅由一组线圈构成，而流经这组线圈的电流所产生的磁场和前面的三组线圈产生的叠加磁场是一致的。
图4
和定子磁场一样，定子的空间电流矢量也可以被分解成垂直和平行于转子磁体轴方向的两个分量。垂直方向的电流分量所产生磁场正交于转子的磁场，这就产生了旋转力矩。而平行于转子磁轴方向的电流分量，所产生的磁场与转子磁场一致，就不会产生任何的力矩。所以，一个好的控制算法就需要使这个平行于转子磁轴方向的电流分量最小化，因为，这个电流分量只会使电机产生多余的热量，并加剧轴承的磨损。我们需要控制线圈的电流，以使垂直于转子磁轴方向的电流分量达到最大。由此而得到的电机力矩和这个电流分量的大小成比例。
为了有效地获得持续的平稳的力矩，我们就需要一个理想的持续稳定的磁场，以产生一个稳定的定子空间电流矢量，而且这个磁场需要实时地跟随转子的旋转并与其磁场保持永远的垂直。从转子的旋转方式来看，定子的空间电流矢量在数值上应该是一个稳定值。所以在电机旋转过程中，定子的空间电流矢量表征出来的应该是一个圆环。由于定子的电流矢量是由三组线圈产生的电流分量相互叠加而成，而且这三组线圈在物理结构上是相互间隔120度的，所以电机的电流矢量应该是三组理想状态的弦波信号相互叠加而成，同时，这三组弦波信号之间也存在120度的相位角。 4 / 10
图5
为了使与转子磁场同向的定子电流矢量最小化（为零）且垂直的磁场最大化，定子线圈内的弦波电流需要随着转子的转动角度实时地进行相位调整。为了达到这种理想状态，我们已经通过各种控制方式，在对无刷电机的控制上获得了不同层度的成功。
３、梯形波式换相 控制直流无刷电机最简单的一种方式就是所谓的“梯形波式”换相。在这种方案中，我们每次只控制一对电机线圈中的电流，而第三路线圈在电路上一直与电源不接触。安装在电机内部的霍尔信号每隔60度角检测一次，并将检测到的结果通过数字信号反馈给电机的控制器部分。由于在梯形波换相的情况下，电机只有两组线圈通以相同的电流，而第三组线圈电流为零，所以这种检测方式在电机旋转一圈中只能检测到六个方向的电流矢量。在电机旋转过程中，电机电流每60度改变一次，所以每个电流矢量只能标定左右30度范围之内的电流。电流的波形从零阶跃式跳变到正向最大电流，然后再为零，再变为负向最大电流。在这种情况下，电机电流在六个区域内有规律地跳变，使得电机可以近似平滑地运转。 5 / 10
图6
请看图7，这是无刷电机驱动的梯形波控制方式的框架图。这里采用了一个PI控制回路来对电流进行控制。我们用实际测量的电流和需求电流进行比较，得到一个偏差信号。这个偏差信号再经由积分和放大而产生一个输出的纠偏值，这个纠偏值就是用来减少误差的。这个由P-I控制回路产生的纠偏值随后经过PWM整定，再提供给输出桥路。这个过程的目的就是为了保证任意线圈中的电流保持稳定的状态。
换相与电流控制部分没有任何的联系。电机中的霍尔传感器产生的位置信号只是用来选择哪一对线圈对应的输出桥路需要通以电流，而其他桥路则保持无电流状态。电流感应回路主要用来实时地检测通电线圈的电流，并将信号反馈到电流控制回路中。 6 / 10
图7无刷电机驱动的梯形波控制方式框架图
虽然说梯形波换相的控制方式可以满足许多不同的应用控制，但它仍然存在一些缺陷。因为在这种换相方式下，电流矢量只能表示六个非连续的方向，它不能表征任意30度角内的电流变化。这就使电机的力矩以六倍于电机转动频率的状态产生15%（1-cos（30））的波动。这种电流矢量的不精确也带来了效率的损失，因为线圈上的部分电流对电机来说不能产生力矩。更为重要的是，电机每转一圈而产生的六次电流通道的切换，会产生刺耳的噪声，而且会使低速下电机的精度非常难控制。
梯形波式换相对无刷电机来说不能达到一个平滑和精确的控制，尤其是在低速运行的情况下。而弦波式换相就可以解决这些问题。 无刷电机的弦波式控制方式主要是通过同时控制三组线圈的电流，让他们在电机旋转过程中平滑地以弦波形式变化。三组线圈的电流被实时地控制以达到一个大小恒定且保持与转子磁场方向垂直的矢量。相对于梯形波式换相，这种换相方式可消除力矩的波动和换相时候的电流跳动。
在旋转过程中，为了让电机的电流更接近于平滑的弦波形式，我们就需要用一个高精度的传感器来精确测量转子的转动位置。而霍尔信号只能做出粗糙的测量，完全达不到这种高精度要求，所以我们就需要用编码器或者类似的装置来达到我们的要求。
图8是无刷电机驱动的弦波式换相的框架图。这种方式具有两路独立的电流控制环，以此来对电机的两路线圈进行实时控制。因为电机是WYE型接线，所以第三组线圈的电流与另两组线圈的电流总和大小相等，但方向相反（牛顿电流定律），因此我们不能单独地控制第三组线圈的电流。 7 / 10
图８无刷电机驱动的弦波式换相框架图
因为三组线圈的电流必须被组合成一组稳定的电机旋转矢量电流，而且这三组线圈相互保持120度的角度，所以三组电流必须为弦波形式，而且保持120度的相位差。位置编码器主要用来提供两路弦波信号，而且相互间隔120度。这两路信号将和力矩控制信号相互叠加成一个放大的弦波式信号以得到对电机的控制力矩。这两路电流信号经过相位的叠加形成让电机转动的电流矢量。
两路电机线圈的电流信号经过整定而得到的弦波信号将被输入到一对P-I控制器里。由于第三路线圈电流是另两路的负向叠加，所以我们无需控制它。每路P-I控制器的输出信号将被接入PWM进行调制，并通过桥路输入到电机的线圈中。第三路线圈的控制电压为另两路线圈电压的负向叠加，而这三路的控制电压依然保持120度的相位角。为了让实际输出的电流波形精确地与电流控制信号吻合，所以经过整定的电流控制矢量就必须像我们所需要的那样旋转平滑，大小稳定，并且一直保持和转子磁场方向垂直。
弦波式换相能得到梯形波式换相所不能达到的对电机的平滑控制。然而，这种理想的方式只能对电机低速运动起到非常好的平滑作用，而对于电机的高速运动则没有任何作用。因为当速度起来后，电流环控制器必须跟踪频率不断提高的弦波信号，而且还要克服振幅和频率不断提高的电机反电动势。
