概念扫盲

BLDC（Brushless DC Motor，无刷直流电机）、PMSM（Permanent Magnet Synchronous Motor，永磁同步电机）和FOC（Field-Oriented Control，磁场定向控制。BLDC和PMSM是两种不同的电机，它们的相同点都是无刷的，不同点在于反电动势电压的形状，BLDC通常用方波电流驱动，PMSM通常采用正弦波电流驱动，FOC作为一种控制方法，可用于驱动BLDC和PMSM。

特性 BLDC PMSM FOC（控制策略）
电机类型 无刷直流电机 永磁同步电机 控制策略（适用于BLDC和PMSM）
驱动方式 方波驱动 正弦波驱动 磁场定向控制
控制精度 较低 较高 高
转矩波动 较大 较小 极小
应用场景 低成本、高速应用 高性能、高精度应用 高性能、高精度控制

BLDC

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有刷VS无刷

对于有刷电机的驱动方式，通过使直流电通过线圈绕组，得到一个具有磁极的电磁铁，磁极随后与永磁体的磁极相互作用，使转子旋转

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在转子每旋转半圈后

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要使转子一直旋转，我们需要翻转电磁铁的磁极，通过切换线圈绕组中电流的极性实现，这种相位转换成为换向

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在有刷电机中，换向发生在电机旋转时电刷与转子换向器接触的机械位置，由于这种接触，电刷会随着时间的推移而发生磨损，进而影响电机的性能

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BLDC通过用电子换向代替机械换向克服有刷电机的缺点

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可以把BLDC看作是倒装的有刷电机，因为永磁体变为转子，线圈绕组变为了定子

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对于BLDC和PMSM，其不同在于反电动势电压的形状，电机被旋转时起到发电机的作用，意味着在定子中感应到反电动势电压，该电压与电机的驱动电压相反，反电动势是电机的一个重要特征，通过观察其形状我们知道电机的类型，决定我们使用什么类型的控制算法来控制电机（可以将一相接到电压表，然后用手旋转转子，相当于发电机，电压表波形即该电机的反电动势）

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内部工作原理

在A和C相之间施加电压，沿着虚线产生一个组合磁场

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转子的角度是相对水平轴测量的，有六种不同的转子对齐方式，每种方式彼此间隔60°，如果我们能够每隔60°对相位进行正确的换向，就可以使电机旋转起来，这称为六步换向/梯形控制

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随着极对的增加换向会更频繁的发生，为了适时以正确的相位进行正确的换向，我们需要知道转子的位置，通常使用霍尔传感器来测量转子位置

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完成60°旋转后，就会发生下一步换向

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换向的发生方式是：转子永远不与定子磁场对齐，而是始终追逐它。 因为当转子和定子磁场完全对准时时，电机产生零扭矩，因此我们永远不会让它们对准，其次当磁场互成90°角时，会产生最大扭矩，在BLDC中，六步换向从未到达90°，且角度在一定范围内波动，造成这种情况的原因是梯形控制本身的特性，磁场定向控制等更先进的技术通常用于控制PMSM，可通过在定子磁场和转子磁场之间达到90°来产生更大的扭矩

为了控制六步换向的相位，使用三相逆变器将直流电源转换为三相电流，三相逆变器会转换恒定电压，以使电机保持恒定速度，要以不同的速度控制电机，必须调节施加的电压，一种方法是PWM

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