無刷直流電（diàn）機常用控製方式比較

無刷直流電機是在有刷直流電動機的基礎上發展來的，具有無級調速、調速範（fàn）圍廣、過載能力強（qiáng）、線（xiàn）性度好、壽命長、體積小、重量輕、出力大等優點，解決了有刷電機（jī）存在的一（yī）係（xì）列（liè）問題，廣泛應用於工業設備（bèi）、儀器儀表、家用電（diàn）器、機器人、醫療設備等各個領域（yù）。由於無刷電機（jī）沒有電刷進行自動換向，因此需要（yào）使用電子換向器進行換向。無刷（shuā）直流電機驅動器實現的就是這個電子換（huàn）向器（qì）的功能。

目前，主流的無刷直流電機的控製方式有3種：方波控製（也稱（chēng）為梯形波控製（zhì）、120°控製、6步換向控製），正弦波控製和FOC控製（又稱為矢量變頻、磁場矢量定向（xiàng）控製）。那麽這（zhè）3種控製方式都各有什麽優缺點呢？

方波控製

方波控製使用霍（huò）爾傳感器或者無感（gǎn）估算算法獲得電機轉子的位置，然後（hòu）根據（jù）轉子的位置在360°的電氣周期內，進行（háng）6次（cì）換向（每60°換向一次）。每個（gè）換向位置電機輸（shū）出特定方向的力，因（yīn）此可以（yǐ）說方波控（kòng）製的位置精（jīng）度是（shì）電氣60°。由於在這種方式控製下，無刷直流電機的相（xiàng）電流波形接近方波，所以稱為方波控製。

方波控製方（fāng）式的優點是控製算法簡單、硬件成本較低，使用性能普通的控製器便能獲得較高的（de）電機轉速；缺點是轉矩波（bō）動大、存在一定的電流噪聲、效率達不到最大值。方波控製適用於對無刷直流（liú）電機轉動性能要求（qiú）不（bú）高的場合。

正弦（xián）波控製

正弦波（bō）控製方式使用的是SVPWM波（bō），輸出的是3相正弦波電壓，相應的電流（liú）也是正弦（xián）波電流。這種方（fāng）式沒有方波控製換向的概念（niàn），或者認為一個電氣周期內進行了無限多次的換向。顯然，正弦波控製相比方波控製，其轉矩波動較小，電（diàn）流諧（xié）波少，控製起來（lái）感覺比較“細膩”，但是對控製器的性能要求稍高於（yú）方波控製，而且電機效率（lǜ）不能發揮到（dào）最（zuì）大值。

FOC控製

正弦波控製實現（xiàn）了電壓矢量的控製，間接實現了電流大小（xiǎo）的（de）控製，但是無法控製電流的方向。FOC控製（zhì）方式可以認為是正（zhèng）弦波控製的升級版本，實現了電（diàn）流矢（shǐ）量的控製，也即實現了電機定子磁場的矢量控製。

由於控製了電機定（dìng）子磁場的方向，所以可以使電機定子磁場與（yǔ）轉子磁場時刻保持（chí）在90°，實現一定電流下的最大轉矩輸出。FOC控製方式的優點是：轉矩波動小、效率高、噪聲小、動態響應快；缺點是：硬件成本較高、對控製器性能有較（jiào）高要求，電機參數需（xū）匹配。由於FOC的（de）優勢明顯，目前已在（zài）很多應用上逐步替代（dài）傳統的控製方式，在運動控製（zhì）行（háng）業（yè）中備受青睞。