直流無刷電動(dòng)機(jī)按驅(qū)動(dòng)控制方式不同，可分為方波驅(qū)動(dòng)和正弦波驅(qū)動(dòng)。就其控制電路和位置傳感器而言，方波驅(qū)動(dòng)相對(duì)簡(jiǎn)單、成本較低而得到廣泛應(yīng)用，是目前絕大多數(shù)直流無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式；正弦波驅(qū)動(dòng)的控制電路要比方波驅(qū)動(dòng)復(fù)雜，位置傳感器需要使用價(jià)格較貴的旋轉(zhuǎn)變壓器或光電編碼器等高分辨率位置傳感器，生產(chǎn)成本較高，但其性能優(yōu)異，過去主要用于軍用、工業(yè)用較高要求的伺服系統(tǒng)中。但是，正弦波驅(qū)動(dòng)畢竟在性能方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，近年出現(xiàn)的新一代正弦波驅(qū)動(dòng)技術(shù)，不需要高分辦率位置傳感器，使它們?cè)谟?jì)算機(jī)外圍設(shè)備、辦公自動(dòng)化設(shè)備、甚至家用電器的小功率直流無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制中開始得到應(yīng)用。

正弦波驅(qū)動(dòng)是借助位置傳感器提供的連續(xù)轉(zhuǎn)子位置信息，以強(qiáng)制繞組流過正弦波相電流為特征的電子換相方法。正弦波驅(qū)動(dòng)的永磁電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為常數(shù)，與轉(zhuǎn)子位置角度無關(guān)。正弦波驅(qū)動(dòng)，即使在低速下，將會(huì)有恒定的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生。當(dāng)在電動(dòng)機(jī)中的相電流強(qiáng)制為正弦波曲線的時(shí)候，轉(zhuǎn)子在任何位置下，由定子建立的磁場(chǎng)矢量與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)矢量之間夾角總是維持在90°。這個(gè)90°角度正是在給定電流下，能產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩、并且損耗最小的角度。因此，正弦波驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)是能夠得到低轉(zhuǎn)矩紋波，平滑的運(yùn)動(dòng)，小的可聞噪聲，并且有較高的效率。此外，正弦波驅(qū)動(dòng)容易利用超前角技術(shù)實(shí)現(xiàn)弱磁控制，拓寬調(diào)速范圍，也是方波驅(qū)動(dòng)難以實(shí)現(xiàn)的。

近年，隨著家用電器對(duì)效能指標(biāo)要求的提高，家用電器中的低效率交流異步電動(dòng)機(jī)逐步被永磁直流無刷電動(dòng)機(jī)所取代，以直流無刷電機(jī)為主的變頻技術(shù)應(yīng)用逐漸增多。直流無刷電動(dòng)機(jī)在家用電器一般應(yīng)用場(chǎng)合，常常采用方波驅(qū)動(dòng)，方波驅(qū)動(dòng)的控制器電路較簡(jiǎn)單，成本較低，但電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和噪聲較大。現(xiàn)在某些家用電器已提出降低直流無刷電動(dòng)機(jī)噪聲的要求。如改為采用正弦波驅(qū)動(dòng)，則可望大大降低噪聲。因白色家電對(duì)電機(jī)變頻控制有兼顧性能和成本兩方面的要求，因此，開展直流無刷電動(dòng)機(jī)低成本正弦波驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的開發(fā)和實(shí)用化研究，即如何在保證電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的前提下，簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)和降低系統(tǒng)成本，對(duì)于推廣直流無刷電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用范圍是很有意義的。據(jù)日本電器電機(jī)開發(fā)研究所一份資料介紹，空調(diào)用風(fēng)機(jī)無刷電機(jī)原先按120°方波驅(qū)動(dòng)，換相時(shí)會(huì)發(fā)生振動(dòng)、噪聲，所以空調(diào)用風(fēng)機(jī)必須采取防振措施。現(xiàn)在，空調(diào)風(fēng)機(jī)采用了新開發(fā)的高效無刷電動(dòng)機(jī)，并采用低成本正弦波驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了低振動(dòng)、低噪聲，免去了電動(dòng)機(jī)的防振結(jié)構(gòu)使得總體成本下降，比以往的方波驅(qū)動(dòng)噪聲降低5-10dB。并采用了超前角控制使輸人功率減小，效率提高。而且可以在高速區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)，速度控制范圍明顯擴(kuò)大。由于自動(dòng)進(jìn)行超前角控制，與固定超前角相比不但可以提高效率百分之五，還不需要根據(jù)負(fù)載進(jìn)行調(diào)整，使用更加簡(jiǎn)便。采用低成本正弦波驅(qū)動(dòng)靜音高效的直流無刷電動(dòng)機(jī)有可能迅速向其他家電產(chǎn)品普及。

從正弦波驅(qū)動(dòng)原理看，正弦波驅(qū)動(dòng)要求繞組的反電動(dòng)勢(shì)和電流都是正弦波，而且此正弦波必須與轉(zhuǎn)子位置相關(guān)。對(duì)于大多數(shù)的整數(shù)槽繞組和分?jǐn)?shù)槽繞組電機(jī)其線電動(dòng)勢(shì)波形的諧波將被明顯削弱，更接近于正弦波。只要?dú)庀洞艌?chǎng)和繞組合理設(shè)計(jì)，要獲得正弦波反電動(dòng)勢(shì)的條件是不難達(dá)到的。而正弦波電流由控制器利用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角位置信息產(chǎn)生，使繞組相電流與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角有確定的正弦函數(shù)關(guān)系。為此正弦波驅(qū)動(dòng)要求有高分辨率轉(zhuǎn)子位置傳感器以產(chǎn)生轉(zhuǎn)子位置的連續(xù)信息。所以，低成本正弦波驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵是要解決如何能夠以低成本的方法獲得高分辨率轉(zhuǎn)子位置信息這個(gè)問題。

簡(jiǎn)易位置傳感器或無傳感器正弦波換相控制技術(shù)的出現(xiàn),特別是支持這種控制技術(shù)的新一代直流無刷電動(dòng)機(jī)正弦波控制芯片的問世，大大促進(jìn)直流無刷電動(dòng)機(jī)控制正弦化趨向的形成。

• 闡述直流無刷電機(jī)無位置傳感器控制的發(fā)展
• 剖析無刷直流電機(jī)霍爾傳感器