端电压、相电压、线电压别还傻傻分不清楚

大家好，我是张飞实战电子的赵云老师，今天给大家讲解端电压、相电压、线电压的区别。

一、前言

在教学过程中，发现有一些学员对端电压、相电压、线电压的概念比较模糊，所以这篇文章打算详细的介绍一下这三个概念，并用实际波形来给大家展示不同控制方式下的端电压、相电压、线电压的波形实际都是什么样的，以达到让大家对这几个概念不再模糊的目的。

下图一给出三相逆变桥跟三相永磁同步电机(解释方波控制波形时也等效为直流无刷电机)连接示意图，后面给出的概念，均参照该图中的标号定义。

图一：三相逆变桥与三相永磁同步电机连接示意图

二、端电压、相电压、线电压概念介绍

网络上，有很多资料对端电压跟相电压的概念描述很是模糊，甚至把端电压跟相电压的概念有时候都混为一谈，下面先给出三个电压的概念介绍，并以图片的形式表示出来，帮助大家加深印象。

端电压：在三相逆变桥与三相永磁同步电机连接示意图中，三相线(U,V,W)相对于参考点o所测量得到的电压称为端电压。

下图二中，Uao，Ubo，Uco就表示三相端电压。

图一：三相逆变桥与三相永磁同步电机连接示意图

二、端电压、相电压、线电压概念介绍

网络上，有很多资料对端电压跟相电压的概念描述很是模糊，甚至把端电压跟相电压的概念有时候都混为一谈，下面先给出三个电压的概念介绍，并以图片的形式表示出来，帮助大家加深印象。

端电压：在三相逆变桥与三相永磁同步电机连接示意图中，三相线(U,V,W)相对于参考点o所测量得到的电压称为端电压。

下图二中，Uao，Ubo，Uco就表示三相端电压。

图三：三相相电压测量示意图

但一般电机的星型连接点N都不会引出来，所以一般来说是无法直接测量得到相电压。如果想看相电压波形，可用远远大于电机相电阻的电阻模拟出星型连接点，测量三相线U，V，W相对于模拟星型连接点N1的电压，也可等效反映相电压。所以下图四为虚拟星型点测量等效相电压的示意图。

下图四中，UaN1，UbN1，UcN1就表示三相等效相电压。

图四：三相等效相电压测量示意图

线电压：在三相逆变桥与三相永磁同步电机连接示意图中，三相线(U,V,W)取任意两根相线所测量得到的电压称为线电压。

下图五中，Uab，Ubc，Uca就表示其中三路线电压。

图五：三相等效线电压测量示意图

二、不同控制方式下测量的端电压、线电压、相电压波形

1. 方波控制时，测量的端电压波形、线电压波形、相电压波形

图六：方波控制端电压及线电压波形测量图

从波形上看，滤波前，因为开关管是PWM控制的，所以端电压波形、相电压跟线电压波形中含有开关斩波，滤波后，可以看到端电压是梯形波，而滤波后的线电压也是梯形波。

因为测量电路没有加滤波电路，所以这里仅展示滤波前相电压波形。

2. SPWM控制时，测量的端电压波形、线电压波形

图七：SPWM控制端电压波形测量图

图八：SPWM控制线电压波形测量图

SPWM控制中，从测量波形上看，端电压及线电压也含有开关斩波，通过展开波形观察，端电压波形中是脉冲宽度逐渐变化的脉冲波，而滤波后的端电压跟线电压均是正弦波，又因为相电压跟线电压只是有幅值上的差异，所以也可以得出SPWM控制的相电压也是正弦波。

因此，SPWM控制中，端电压、相电压、线电压均是正弦波，但是观察到这些波形需要对原始测量波形进行低通滤波。

3. SVPWM控制时，测量的端电压波形、线电压波形

图九：svpwm控制端电压及线电压波形测量图

SVPWM控制中，从测量波形上看，端电压及线电压也含有开关斩波，而滤波后的端电压是马鞍波，线电压是正弦波，又因为相电压跟线电压只是有幅值上的差异，所以也可以得出SVPWM控制的相电压也是正弦波。

因此，SVPWM控制中，端电压是马鞍波、相电压、线电压均是正弦波，但是观察到这些波形需要对原始测量波形进行低通滤波。

当然，这些波形的关系，也可以通过相关的数学推导得出，有志者可以自行推导，也可以关注张飞实战电子FOC电机驱动线上班，课程中会有详细讲解。

三、总结

本篇文章，通过对端电压、相电压、线电压三个概念的介绍，力求让大家对这三个概念别再混淆不清。而且也有很多工程师对不同控制方式下的端电压、相电压、线电压波形不是很清楚，本文也通过实际的波形测试，为大家展示了三者各自对应的波形示意图。

希望各位读者阅读完这篇文章后，以后再碰到类似问题，能够轻松的说出这些波形的测试方式以及对应的波形形状。

本篇文章，就给大家分享这么多内容，关于更多电机驱动原创相关的知识分享，欢迎大家持续关注张飞实战电子！

FOC中的三种电流采样方式，你真的会选择吗？

一、前言：电流采样的作用

在FOC控制算法中，采样电流是算法实现的基础且又相当重要的一部分，准确的电流采样能给算法带来事半功倍的效果，电流采样准确了，那么为后面的坐标变换得到准确的结果打下很好的基础，用一句话来形容就是“基础不对，努力白费”，由此可见电流采样在整个FOC算法中的作用。

那么电流采样的方式一般分为三电阻、双电阻、单电阻，这三种采样方式都有其优点和缺点，方案的不同，对应的电流处理方式也就不同，系统最终运行的效果可能也会有差异，所以这三种方案也有其适用的场合。那么这篇文章会结合这三种方式来给大家进行相关的分析及总结，起一个抛砖引玉的作用，希望读者能够举一反三，有更优的方式。

图一：三种采样方式优缺点对比

二、三种硬件拓扑结构

图二：三电阻方案逆变桥连接示意图

图三：三电阻方案运放连接示意图

图四：双电阻方案逆变桥连接示意图

图五：双电阻方案运放连接示意图

图六：单电阻方案逆变桥连接示意图

图七：单电阻方案运放连接示意图

三、采样的关键之处

电流的采样有峰值电流和平均电流采样，一般比较常见的是平均电流采样及其控制，那么对平均电流的采样方式其实也有两种，一种是检流电阻放在逆变桥的上桥的下端，另一种就是上面我们逆变桥的示意图中的检流电阻接在逆变桥的下桥的下端。

一般的方式都是将采样电阻放在逆变桥下管的下端，这种方式对应的检流电路相对简单，而且对应的功耗也会降低，那么检流电阻放在逆变桥下管的下端时采集的是续流电流，然后我们可以在下桥开通的中点进行采样，此时对应的电流反映了平均电流，因此对应的电流控制就是平均电流控制。

那么，如果我们使用的是三电阻方式采样的话，选用的ADC模块必须至少要有三个通道同时采样的功能，这样才能确保采样得到的三相相电流是同一时刻的电流，此时才能保证Iu+Iv+Iw=0，这个公式成立。这样的话，才能根据下图八所以的波形，对采样窗口小的一相电流进行重新计算。

图八：SVPWM第一扇区PWM波形

而如果是双电阻采样的话，只有两个采样电阻，得到的电流无法使用Iu+Iv+Iw=0这个公式，因此，即使碰到采样窗口小的情况，如果不进行算法处理的话，双电阻方案就出现局限性了。而要想得到更好的适应场景，就必须对双电阻方案进行算法补偿，这也是双电阻方案的关键之处。

同样对于单电阻采样方案，需要根据不同的开关组合来得到对应的电流，而且需要在一个PWM周期内采样两次，这种方式更是不能满足Iu+Iv+Iw=0，只能靠算法来进行补偿修正，所以单电阻的方式更加困难，也是目前市面上的难点，如果能把难点解决，这种方式是最优且最便宜的方式。

四、电流采样方式选取

在电机控制中，对电流采样的采样转换方式一般都是使用PWM触发ADC来转换，以微芯公司的单片机为例，ADC模块会被配置为自动采样和触发转换，如下图九所示为自动采样，触发转换序列示意：

图九：自动采样和触发转换序列示意

当PWM模块设置的触发点匹配之后，触发信号就会给到ADC模块，此时上图九中的采样开关就会断开，然后ADC模块开始转换，转换完成即可得到对应的采样电流的电压信号的AD数值，在程序中使用这个数值进行算法编写验证即可。

五、三种采样方式的对比及注意事项

1、三电阻采样方式

这种方式是三种方式中较简单的，直接使用三个检流电阻采样电机的三相相电流，这样得到的结果比较直接，然后只需要根据扇区找出采样窗口小的一相，然后使用公式Iu+Iv+Iw=0，把采样窗口小的一相相电流重新计算出来，这样得到的结果准确度是最高的，后面相关算法的实现也是最好实现的，所以这是三电阻采样的优点。只是因为要使用三个检流电阻和三个运放，所以在硬件成本上会相对其它两种更高些。

图十：触发点示意图（波形不考虑死区）

2、双电阻采样方式

双电阻采样的话，采样出来的两相电流就必须直接使用了，即使出现偏差也需要去使用，这种方式不能像三电阻采样那样，可以根据其它两相算出第三相电流。也就是说，双电阻需要考虑采样窗口的问题。如果要保证采样电流准确的话，必须保证采样窗口足够大。要让采样窗口足够大的话，就需要对PWM波形进行变形处理，但是这样会增加算法的执行时间。这种方式的优点是节省了一个检流电阻和一个运放。

如下图所示，红圈前面为振荡区，如果采样窗口很小的话，只有振荡区，无法得到准确的电流，处理采样窗口，可以参照下图的方式，这样得出的电流就会更加准确。

图十一：合适的电流采样区域

3、单电阻采样方式

单电阻和前面两种方式最大的不同是它无法做到同时得到两路电流信号，即使得到了两路电流信号，推算第三路电流信号也是有误差的。Iu+Iv+Iw=0这个公式是有条件的，就是这三个电流必须是同一时刻的电流。当电机的电感量较大时，得到的这两路电流更接近于真实情况。当电机电感量较小的时候，偏差就有可能比较大，所以如果电感量大的电流，可以选择单电阻采样。

单电阻方式需要在一个PWM周期内进行两次采样，这样的话就需要对算法中开关状态进行分析，理清采样的时刻对应的重构电流属于哪一相的电流。

图十二：单电阻方案电流采样转换触发点

好了，关于电流采样的内容我们就讨论到这里，本文只是给大家提供一个思路，起个抛砖引玉的作用，期望大家能够把这部分做得更好，下次如果有机会，还会继续讨论相关的内容，谢谢大家，感谢观看！ 

直流无刷电机启动问题

大家好，我是张飞实战电子的赵云老师，今天给大家分享直流无刷电机启动问题。

直流无刷电机的启动需要知道当前转子所在位置，有传感器时可通过传感器获得转子位置信息。但在无位置传感器情况下如果不能精确地估算出转子的初始位置，将会引起电机抖动甚至失步，从而无法启动。使用最广泛的转子预定位方法，是给定一个确定的定子磁场方向，让转子旋转到转子磁场与定子磁场方向重合的位置。这就相当于已知转子位置，从而可以正确启动。如下图一所示：

图一：直流无刷电机转子预定位示意图

电机启动前，存在让转子自然静止的阻力。定子合成磁场与转子磁场的夹角决定了转子定位转矩的大小。定位转矩必须克服阻力转动至预定角度以便正确启动。但是转子的初始位置是随机不确定的，这就表示转子收到的定位转矩也是不确定的。当定位转矩小于使转子克服阻力进行预定位时，将会导致启动失败。而这些无法预定位的角度被称之为预定位盲区如图一(b)所示阴影区域。当转子静止时，其对应的盲区可以根据下列公式计算出来：

当定子合成磁场与转子磁场在盲区附近呈不能转动的夹角时，即便转子不能准确预定位到指定角度，在启动过程中也可通过直流无刷电机转矩—功角自平衡的特性把转子拉入到同步。但当定子合成磁场与转子磁场互为相反，也即是夹角在 180度电角度附近时，这种情况便会发生失步。为解决上述问题，可采用二次定位以确保转子能够正确到达预定角度。具体操作是，在原先施加的定子磁场后再施加一个与之垂直的定子磁场，如此便能保证两次驱动转子转动的过程中避开所有的启动盲区，而使得转子能可靠的完成预定位。

图二：二次定位示意图

这种二次定位的方法虽然实现了直流无刷电机的无位置传感器控制启动，但存在不能适用的工况。例如对于要求带载启动时，该方法便会有启动失步的问题。亦或者要求不能有转动直接启动的工况，该方法亦无法实现。

而高频注入法在初始位置检测时仅仅将高频信号注入到 d 轴，并不会产生转矩使电机旋转。能很好的满足不允许启动转动的场合。关于高频注入算法的一些思想，我们会在后面的文章中提及，欢迎大家继续关注，这篇文章就先分享这么多，谢谢大家。

如何用Simulink仿真BLDC反电动势波形

大家好，今天这篇文章跟大家分享如何使用MATLAB中的Simulink来仿真观察直流无刷电机的反电动势波形。

在正式仿真之前，我们先大致了解下BLDC和PMSM电机的反电动势形状区别，无刷直流 (BLDC) 电机其实也是永磁同步电机 (PMSM)中的一种，很多人对BLDC和PMSM的概念比较模糊，因为BLDC电机采用集中式定子绕组，所以会产生梯形波反电动势。而PMSM电机采用分布式定子绕组，产生的是正弦反电动势。所以，它们之间的主要区别在于反电动势的形状。

 那么，在实际的反电动势波形测量中，我们是怎么做的呢？正确的做法是将电机的三相线断开，然后我们对电机施加一定的外力让电机旋转，那么由于转子永磁体转动，就会在定子绕组上产生感应电动势，此时我们测量三相电机的任意一相电压，就是反电动势的波形。

所以我们要仿真观察反电动势波形，同样可以得出以下思路：

1.选定BLDC电机仿真模型；

2.保持BLDC电机三相开路；

3.施加外力让电机旋转；

4.测量反电动势波形。

接下来我们根据这4个思路，一起在Simulink环境中搭建一下仿真模型。Simulink环境如下图一所示：

图一：Simulink环境图示

我们搭建模型就是从模型库中找到相应的模块，然后拖动到仿真文件中，按照仿真框图对各个模块进行连接。首先我们从模型库中找到BLDC电机模块，具体位置如下图二所示：

图二：BLDC模块路径示意图

我们将上图二所示的BLDC电机模型拖动到仿真文件中，如下图三所示：

图三：BLDC模块放置于仿真文件中

我们使用这个BLDC模块就可以来仿真查看反电动势波形，BLDC模块的左边两个端口用于电气连接，右边的两个端口用于机械连接，电气连接就是电机的三相引线及中心点，在电机控制时，就会按照一定规律给电机的三相引线施加电压，从而驱动电机旋转。而机械连接在实际应用中就是电机轴上安装负载，比如风扇、齿轮等等，那么在我们仿真中，需要人为施加一个力让电机旋转，施加的力就通过上图三中的R端给定，而C端是机械参考点，在实际仿真中，会选择一个机械参考点进行连接。

从上面的模块我们可以看出，电机的引线不是三相，这里模块默认是将三相复合起来的，我们需要将复合端口扩展为三相端口，具体做法如下图四所示（在模块上右键，根据①②③三个步骤操作）：

图四：BLDC模块放置于仿真文件中

修改为扩展端口电机模块如下图五所示：

图五：修改之后的BLDC电机模块

对于电气连接端，我们需要让a b c三个端口开路，但是在仿真环境中，端口不能悬空，所以需要接一个开路模块，开路模块的路径如下图六所示：

图六：开路模块路径

将开路模块拖到仿真文件中，因为三个端口都需要开路连接，所以我们可以拖动三个开路模块到仿真文件中，并按照要求连接，连接好之后，如下图七所示：

图七：开路模块与BLDC电机连接示意图

然后，电气连接端的n是中心点，这里我们选用一个电气参考模块进行连接，电气模块的路径跟开路模块一致，如下图八所示：

图八：电气参考模块路径示意图

同样我们把这个模块拖到仿真文件中，然后跟电机模块的端口n进行连接，连接好之后示意图如下图九所示：

图九：电气参考模块跟电机模块连接示意图

这样我们就完成了电气端口的连接，接下来我们来看下机械端口的连接，首先端口C是机械参考端口，所以我们需要找到一个机械参考模块，具体的路径如下图十所示：

图十：机械参考模块路径示意图

同样我们需要将这个机械参考模块拖动到仿真文件中，并跟电机模块进行连接，如下图十一所示：

图十一：机械参考模块与电机模块连接示意图

然后R端需要给一个力让电机轴进行旋转，那么我们可以选用一个理想的角速度源模块（扭矩源模块），这个模块可以让电机转子沿我们指定的角轨迹运动，理想的角速度源模块路径如下图十二所示：

图十二：理想角速度源模块路径

将该模块拖动到仿真文件中，并根电机模块进行连接，如下图十三所示：

图十三：理想角速度源模块与电机模块连接示意图

理想角速度模块的另外两个端口也需要进行连接，C端同样接机械参考模块，而S端是角速度轨迹给定，我们可以给定一个常量，但是该模块是一个机械模块，所以跟它的连接需要通过一个Simulink信号跟机械信号的转换模块实现，这样才能将一个常量作为机械信号给定。因此我们就需要找到信号转换模块及常量模块，Simulink信号跟物理信号转换模块如下图十四所示，常量模块路径如下图十五所示：

图十四：Simulink信号跟物理信号转换模块路径

图十五：常量模块路径示意图

这样，我们将两个模块拖动到仿真文件中，进行连接，如下图十六所示：

图十六：常量模块与理想角度源模块连接示意图

那么为了让电机模块的电机以一定的速度进行旋转，所以这里用了一个常量模块，这个常量模块的值我们可以设定为2*pi，如何修改常量模块的值呢？可以双击该模块，直接修改，参数修改如下图十七所示：

图十七：常量模块值修改

修改之后，模块变为下图十八所示：

图十八：常量模块值修改后的模型

到目前为止，基本模型就搭建完毕了，因为是仿真，我们需求对这个模型求解，因此都会对模型施加一个求解器，求解器的路径跟Simulink信号转为物理信号模块路径一致，我们找到该模块，如下图十九所示：

图十九：求解器模块路径示意图

将该求解器模块拖动到仿真文件中，并进行相应的连接，如下图二十所示：

图二十：求解器模块连接示意图

求解器模块需要进行相应的设置，要设置为本地求解器，并设置相应的仿真时间，具体的设置参数如下图二十一所示：

图二十一：求解器模块参数设置示意图

到目前为止，整个仿真模型就全部搭建好了，当然，电机模块的参数大家可以根据实际的电机手册进行设定，该仿真模型的电机模块参数设置如下图二十二所示：

图二十二：电机模块参数设置

最后，我们要观察反电动势的波形，所以需要电压测量模块、示波器，而示波器是Simulink模块，电压测量模块的输出是物理信号，所以需要将物理信号转换为Simulink信号的模块。电压测量模块的路径如下图二十三所示：

图二十三：电压测量模块路径示意图

物理信号转换为Simulink信号的模块路径如下图二十四所示：

图二十四：物理信号转Simulink模块路径示意图

示波器路径如下图二十五所示：

图二十五：示波器模块路径示意图

这样我们把需要的三个模块都加入到仿真文件中，并进行相应的连接，可以得到完整的模型：

图二十六：最终仿真模型

接下来我们需要运行仿真，这里把仿真时间设置为1，那么点击仿真按钮，最终可以得到下面所示的反电动势波形：

图二十七：仿真设置示意图

图二十八：最终仿真反电动势波形

好了，那么到目前为止，我们已经成功通过仿真能够查看到反电动势的波形了，大家可以以这篇文章做个参考，自己搭建模型实现一遍，那么本篇文章就给大家讲这么多，更多电机驱动相关的知识，可以持续关注本公众号，谢谢大家！

我们需要知道的自控式永磁同步电机的那些事

大家好，我是张飞实战电子的赵云老师，今天给大家讲解自控式永磁同步电机的那些事。

一、概述

自控式永磁同步电动机是由永磁同步电机、变频器和转子位置传感器组成的机电一体化系统，如下图一所示。

图一：自控式永磁同步电机的构成

一般来说，市场上存在多种型式的变频器，例如，交直交电流型、交直交电压型、交交电流型和交交电压型。永磁同步电机与不同类型的变频器结合可以组成不同类型的自控式永磁同步电机，本文的讨论对象是用于精密伺服控制系统的交直交电压型自控式永磁同步电机。

二、自控式永磁同步电机的基本工作原理

下图二、图三是交直交电压型自控式永磁同步电机的结构示意图，其中图二是由单相交流电源供电的自控式永磁同步电机，图三是由三相交流电源供电的自控式永磁同步电机，它们的主电路由整流器、滤波电容器和逆变器组成。

通常，整流器采用单相不控整流器或三相不控整流器，整流桥把单相或三相 50Hz 的交流电压转换成恒定的直流电压，整流桥的直流电压输出经电容平滑滤波后被送至逆变器。逆变桥是由六个 180°导通的功率开关器件M1、M2、M3、M4、M5和 M6组成的电压型三相半桥逆变电路，逆变器通常采用正弦脉宽调制（SPWM）或空间矢量脉宽调制（SVPWM），其输出为对称的三相脉宽调制电压。逆变器的输出电压被施加到自控式永磁同步电机的定子三相电枢绕组上，使电机正常运行。

图二：单相交流电源供电的自控式永磁同步电机示意图

图三：三相交流电源供电的自控式永磁同步电机示意图

在一般的三相同步电机中，当U、V和W三相电枢绕组同时接上三相对称的频率为f 的正弦电压 Uu、Uv和Uw时，三相电枢绕组内便流过三相对称的频率为f 的正弦电流Iu、Iv和Iw，各相电流在各自的绕组轴线上产生随时间按正弦规律变化的磁动势 Fu、Fv和Fw，三个磁动势在空间叠加便产生合成的电枢磁动势 Fa。合成的电枢磁动势 Fa的幅值是不随时间而变化的恒定值，但在空间以ω=2Πf 角速度连续旋转。如果规定电流流入绕组的方向为正（十）方向，流出绕组的方向为负（—）方向，则在电机运行的任意时刻，对U、V和W三个绕组中电流而言，有时是二进一出，有时是一进二出，例如，电流从U相绕组和W 相绕组流入，而从 V相绕组流出;或电流从 U相绕组流入，而从 V相绕组和 W相绕组流出。我们把电枢电流 Iu、Iv和Iw按一定规律在电枢绕组中的流向称之为"流向状态"，把电枢磁动势 Fu、Fv和Fw按一定规律在空间的取向称之为"取向状态"。在三相同步电动机运行的一个周期中，电枢绕组内的电流有六个不同的"流向状态";相应地，Fu、Fv和Fw三个磁动势在空间也有六个不同的"取向状态"，每一个状态持续 60°电角度，如图四所示。在同步电动机中，每一个电流的"流向状态"和磁动势的"取向状态"对应一个"磁状态"，每一个"流向状态"内，合成的电枢磁动势F转过 60°电角度;六个相互衔接的"流向状态"之间是连续的变化，而不是跳跃式的变化。

图四：一般三相同步电机的运行状态

在自控式永磁同步电机（PMSM）中，我们采用恰当的正弦脉宽调制或空间矢量脉宽调制 （SVPWM）的逆变器就能满足上述一般三相同步电机的运行条件。在自控式永磁同步电机中，逆变器输出的三相脉宽调制电压同时接通自控式永磁同步电机的定子三相电枢绕组，电机的三相电枢绕组在对称的三相脉宽调制电压的作用之下，流过三相对称的接近正弦的连续电流，并在定子内腔产生连续旋转的电枢磁场，牵动转子磁场一起同步旋转，具体运行过程如表一所列。这表明，在自控式永磁同步电机中，同样存在着相互衔接的连续变化的六个"流向状态";不同点在于逆变器输出的三相脉宽调制电压的基波频率不是固定不变，也不是独立变化的; 而是受制于电机的转速，任何瞬间三相电枢绕组的通电状态都由永磁转子的位置来决定，即跟随着电机转速的变化而同步变化，并能确保电枢磁场和转子磁场之间有接近 90°电角度的夹角。因此，自控式永磁同步电机有时也被称为自同步式永磁同步电机。

表一：自控式永磁同步电机的运行状态

三、永磁同步电机与无刷直流电机比较

自控式永磁同步电机（PMSM）与无刷直流电机（BLDCM）相比较，在定转子结构上没有多大差异，它们的主要区别在于，无刷直流电机通常采用120°导通型的逆变器，电动机的供电电压为直流矩形波，在一般情况下，定子三相电枢绕组为一相一相或二相二相轮流接（导）通，并在一相或二相电枢绕组内流过接近矩形波的断续电流，从而在气隙内形成跳跃式的旋转磁场，以这种方式运行的电机被称之为无刷直流电机（BLDCM），它是在有刷直流电机的基础上演变发展而来的，承接了有刷直流电机的设计理念;而自控式永磁同步电机通常采用 180°导通型的逆变器，电机的供电电压为三相正弦脉宽调制波形，定子三相电枢绕组被同时接（导）通，并流过三相对称的接近正弦的连续电流，从而在气隙内形成连续的圆形旋转磁场，以这种方式运行的电动机被称之为自控式永磁同步电机（PMSM），它是在一般同步电机的基础上演变发展而来的，承接了同步电机的设计理念。

从理论上讲，上述两类电机的转子磁极既可以被设计成能够在工作气隙内产生接近梯形波的磁场，又可以被设计成能够在工作气隙内产生接近正弦波的磁场。为了使上述两类电机能够实现输出转矩容量和运行效率最大化，以及力矩脉动最小化，对于无刷直流电机（BLDCM）而言，希望其转子永磁体磁极能够在气隙内产生接近梯形波的磁场，并在电枢绕组内感生出接近梯形波的的反电动势;对于自控式永磁同步电机（PMSM）而言，希望其转子永磁体磁极能够在气隙内产生接近正弦波的磁场，并在电枢绕组内感生出接近正弦波的的反电动势。

四、总结

本文给大家介绍了自控式永磁同步电机的结构组成及其基本工作原理，分析了单相永磁同步电机及三相永磁同步电机的控制示意图，驱动永磁同步电机的逆变器通常采用正弦脉宽调制（SPWM）或空间矢量脉宽调制（SVPWM），其输出为对称的三相脉宽调制电压。然后分析了永磁同步电机的运行过程，并总结出了一个运行状态表供大家参考。最后，对比了永磁同步电机及无刷直流电机，为了使这两类电机能够实现输出转矩容量和运行效率最大化，以及力矩脉动最小化，对于无刷直流电机（BLDCM）而言，希望其转子永磁体磁极能够在气隙内产生接近梯形波的磁场，并在电枢绕组内感生出接近梯形波的的反电动势;对于自控式永磁同步电机（PMSM）而言，希望其转子永磁体磁极能够在气隙内产生接近正弦波的磁场，并在电枢绕组内感生出接近正弦波的的反电动势。本篇文章就分享到这里，感谢观看！