無(wú)刷直流電機(jī)實(shí)際上是永磁同步電機(jī)，對(duì)于力的來(lái)源主要是磁力線(xiàn)的畸變，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是如果定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)磁力線(xiàn)方向一致，那么這個(gè)時(shí)候磁力線(xiàn)會(huì)很平滑，大家就很和諧，之間不會(huì)產(chǎn)生力矩；但是如果轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與定子磁場(chǎng)方向不一致，那么磁力線(xiàn)的分布便會(huì)不均勻，這個(gè)時(shí)候磁場(chǎng)之間則會(huì)通過(guò)相互作用使得定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)方向一致，從而產(chǎn)生力矩；因此對(duì)于直流無(wú)刷電機(jī)，你只要使得定子磁場(chǎng)以某一速度在空間旋轉(zhuǎn)，磁力線(xiàn)這種反畸變力便會(huì)使得轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)也以與定子磁場(chǎng)相同的速度旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)永磁同步；你可以想象，如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0，那么在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的方向必然會(huì)接近重合，而如果有一個(gè)恒定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，那么定轉(zhuǎn)子之間的磁場(chǎng)會(huì)有一個(gè)固定的夾角，這個(gè)角度的大小與負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小一致。

無(wú)刷直流電機(jī)原理

無(wú)刷直流電機(jī)的定子是線(xiàn)圈繞組電樞，轉(zhuǎn)子是永磁體。如果只給電機(jī)通以固定的直流電流，則電機(jī)只能產(chǎn)生不變的磁場(chǎng)，電機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，只有實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，再根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置給電機(jī)的不同相通以對(duì)應(yīng)的電流，使定子產(chǎn)生方向均勻變化的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電機(jī)才可以跟著磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。

如圖所示為無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理示意圖，為了方便描述，電機(jī)定子的線(xiàn)圈中心抽頭接電機(jī)電源POWER，各相的端點(diǎn)接功率管，位置傳感器導(dǎo)通時(shí)使功率管的G極接12V，功率管導(dǎo)通，對(duì)應(yīng)的相線(xiàn)圈被通電。由于三個(gè)位置傳感器隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)依次導(dǎo)通，使得對(duì)應(yīng)的相線(xiàn)圈也依次通電，從而定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向也不斷地變化，電機(jī)轉(zhuǎn)子也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，這就是無(wú)刷直流電機(jī)的基本轉(zhuǎn)動(dòng)原理——檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置，依次給各相通電，使定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向連續(xù)均勻地變化。

圖：無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理示意圖

現(xiàn)代控制方法

無(wú)刷直流電機(jī)目前這個(gè)概念定義不明確。一般認(rèn)為BLDC無(wú)刷直流是方波控制，PMSM永磁同步是正弦波控制（矢量控制）。但是從電機(jī)本體看，他們之間的區(qū)別僅僅是氣隙磁場(chǎng)形狀問(wèn)題，純方波磁場(chǎng)基本沒(méi)法設(shè)計(jì)到，都是梯形波。

對(duì)于bldc，控制上是換相六拍，霍爾傳感器。有的人用正弦波（插補(bǔ)）降低轉(zhuǎn)距脈動(dòng)，bldc低速特性不好。沒(méi)有所謂現(xiàn)代控制方法，只能說(shuō)目前研究到什么地步了，比如說(shuō)他的無(wú)位置傳感器算法。bldc目前相對(duì)屬于落后一點(diǎn)的控制算法，舊產(chǎn)品會(huì)用到，或者是超高速電機(jī)會(huì)用到（一個(gè)基波周期的開(kāi)關(guān)次數(shù)極少），普通應(yīng)用還是pmsm的矢量控制研究較多。下面說(shuō)pmsm。

對(duì)于pmsm，普通矢量控制已經(jīng)成熟，有幾個(gè)控制上的研究方向：無(wú)位置傳感器（反電動(dòng)勢(shì)觀測(cè)，包含模型參考自適應(yīng)，滑模，卡爾慢等，以及適于低速的高頻注入法），mtpa最大轉(zhuǎn)距電流比控制（銅耗最優(yōu)，希望不需要電機(jī)參數(shù)就能實(shí)現(xiàn)的通用化算法，但目前只有基于擾動(dòng)或基于參數(shù)），弱磁控制，在線(xiàn)參數(shù)辯識(shí)，離線(xiàn)參數(shù)辯識(shí)，控制器參數(shù)自整定，在線(xiàn)溫度辯識(shí)，直接轉(zhuǎn)距控制（dtc），各種伺服的控制器帶寬優(yōu)化的控制器，詳細(xì)說(shuō)太多。目前的發(fā)展趨勢(shì)是：高性能化，通用化，智能化，自適應(yīng)化發(fā)展。