无刷直流电机按正弦波控制（直流无刷电机可以用正玄波控制器吗-）

无刷直流电机的正弦波控制是在电机绕组上施加一定的电压，使电机绕组中产生正弦电流，通过控制正弦电流的幅值和相位来控制电机的转矩。与传统的方波控制相比，电机相电流呈正弦波且连续变化，不会出现换相电流的突变，因此电机运行时噪音低。

根据控制的复杂程度，无刷直流电机的正弦波控制可分为：简单正弦波控制和复杂正弦波控制。

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简单的正弦波控制

在电机绕组上施加一定的电压，使电机相电压呈正弦波。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和相位来控制电流的相位和幅值，就是电压环控制，实现起来比较简单。

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复杂正弦波控制

与简单正弦波控制不同，复杂正弦波控制以电机相电流为目标，建立电流环，通过直接控制相电流的相位和幅值来达到控制电机的目的。由于电机相电流为正弦信号，需要进行电流解耦操作，相对复杂。常见的是磁场定向控制（FOC）和直接扭矩控制（DTC）。

下面介绍简单正弦波控制的原理和实现。

简单的正弦波控制原理

简单的正弦波控制通过控制电机正弦相电压的幅值和相位来达到控制电机电流的目的。通常通过向电机端子施加某种形式的电压来在绕组上产生正弦相电压。常见的产生方式有：正弦PWM和空间矢量PWM。由于正弦PWM原理简单、易于实现，因此在简单的正弦波控制中通常采用它作为PWM产生方法。图1是BLDC控制结构图，其中Ux、Uy、Uz为桥臂电压，Ua、Ub、Uc为电机绕组相电压。下面对不同类型的PWM调制方式的介绍将基于该结构图。

图1 无刷直流电机控制框图

第1部分

三相正弦调制PWM

三相SPWM是最常见的正弦PWM产生方法，即向电机的三个端子线上施加相位差为120度的正弦电压信号。由于中性点为0，所以电机相电压也是正弦波，相位与施加的正弦电压相同。相同的。如图2所示。

图2 三相调制SPWM端子线电压

第2部分

最小开关损耗正弦PWM

与普通SPWM不同，当使用开关损耗最小的正弦PWM时，施加到电机端子线上的电压Ua、Ub和Uc不是正弦电压。此时电机中心点电压不为0，但电机相电压仍为正弦波。因此这种控制方式就是线电压控制。

其中，Ux、Uy、Uz为电机端电压，Ua、Ub、Uc为电机相电压。可以看出，相电压的相位差为120度。 Ux、Uy、Uz与Ua、Ub、Uc之间的关系如下：

合并后Ux、Uy、Uz如下：

可以看出，当使用开关损耗最小的正弦PWM时，Ux、Uy、Uz的相位差为120度，并且它们是分段函数的形式，而不是正弦电压，而电机相电压Ua、Ub 、Uc 仍然是正弦电压。而在120度区域，端电压为0，即对应的开关管为常开或常闭。因此，与三相正弦PWM相比，开关损耗降低了1/3。

通过控制Ux、Uy、Uz的相位和幅值，可以控制Ux、Uy、Uz，达到控制电流的目的。

第三部分

空间矢量脉宽调制(SVPWM)

与SPWM不同的是，SVPWM施加到电机端子线上的电压不是等效的正弦波电压。此时，电机中心点电压不为0，但电机相电压仍为等效正弦波，从而电机相线电流也呈正弦波变化。

三相全桥逆变器共有8种开关模式，分别对应8个基本电压空间向量U0~U7。 U0 和U7 是零向量并且位于原点。其余6 个非零矢量具有相同的幅度，相邻矢量间隔60。根据非零向量的位置将空间分为六个扇区。空间矢量脉宽调制采用U0~U7的不同组合，形成同幅异相的参考电压矢量Uref，使矢量轨迹尽可能接近参考圆。

图3 基本空间向量在空间中的分布

图4 显示参考电压位于第一部分。有两个非零向量U1U2，合成零向量。当参考电压进入下一个扇区时，使用两个新的相邻向量来合成零向量。基于向量合成规则，在T1+T2条件下