无刷直流电机的控制模式

    无刷直流电机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的。它具有无级调速、调速范围宽、过载能力强、线性度好、寿命长、体积小、重量轻、产量大等优点。它解决了无刷直流电机存在的一系列问题，广泛应用于工业设备、仪器仪表、家用电器、机器人、医疗器械等领域。无刷电机因为没有电刷自动换向，所以需要用电子换向器换向。无刷直流电机驱动器实现了这种电子换向功能。

目前主流的无刷电机控制方式有如下三种：

1、方波控制：也称为梯形波控制、120°控制、6步换向控制

    方波控制方式的优点是控制算法简单、硬件成本较低，使用性能普通的控制器便能获得较高的电机转速；缺点是转矩波动大、存在一定的电流噪声、效率达不到大值。方波控制适用于对电机转动性能要求不高的场合。方波控制使用霍尔传感器或者无感估算算法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、正弦波控制

    正弦波控制方式使用的是SVPWM波，输出的是3相正弦波电压，相应的电流也是正弦波电流。这种方式没有方波控制换向的概念，或者认为一个电气周期内进行了无限多次的换向。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”，但是对控制器的性能要求稍高于方波控制，而且电机效率不能发挥到大值。

3、FOC控制：又称为矢量变频、磁场矢量定向控制C控制

    正弦波控制实现了电压矢量的控制，间接实现了电流大小的控制，但是无法控制电流的方向。FOC控制方式可以认为是正弦波控制的升级版本，实现了电流矢量的控制，也即实现了电机定子磁场的矢量控制。

    由于控制了电机定子磁场的方向，使得电机的定子磁场和转子磁场始终保持90°，可以实现一定电流下的高转矩输出。FO控制方式的优点是:转矩波动小、效率高、噪声低、动态响应快；缺点:硬件成本高，对控制器性能要求高，电机参数匹配。