出于經濟和環境方面的考慮，電動汽車（EV）成為人們關注的焦點，試圖提出減少燃油消耗的解決方案。電機是任何電動汽車傳動鏈中最重要的部分之一，在這方面，與其他類型的電機相比，無刷直流（BLDC）電機具有許多優勢，因此前景十分廣闊。無刷直流（BLDC）電機具有重要的轉矩密度，重量輕，氣隙磁通密度高，加速度大，效率高和強大的功率重量比的特點。

無刷直流（BLDC）電機相對于傳統的有刷直流電機具有明顯的優勢，因此，在市場上和運動控制應用中得到了迅速的采用。維護更少，運行速度更快，結構更緊湊，電氣噪聲更少，更好轉矩重量比。盡管有這些好處，但BLDC電機的成本仍高于傳統的DC電機，因為它們需要電機驅動控制器（用于電子換向）和轉子位置傳感器。

無刷直流（BLDC）電機有許多優點，但它們具有局限性，一個主要問題是齒槽轉矩，它會引起轉矩波動和非正弦反電動勢，易于出現扭矩脈動，這些脈動會引起噪聲和振動，嚴重限制了系統的性能，特別是在高精度和高穩定度應用中。 在高速應用中，轉矩脈動可以被負載的慣性濾除，在低速時，轉矩脈動最明顯，這會極大地限制性能。轉矩脈動是由無刷直流（BLDC）電機和PWM驅動控制器設計引起的，包括電機中的幾何缺陷，換向不精確，電流驅動的保真度。波形，相位延遲，摩擦和電機中的磁滯，可以通過更好的電機設計或使用更好的驅動器控制器來減少這些扭矩竄動。

轉矩脈動分為兩大類：齒槽轉矩和換向轉矩，齒槽轉矩是由于轉子旋轉時定子槽的開口而導致的磁阻變化而產生的。齒槽轉矩可通過改變電機設計來減少，例如定子槽的偏斜，選擇分數槽/極電機設計或選擇相對于槽螺距的磁體寬度。定子疊片的傾斜是減少轉矩波動的有效方法，使用了帶有封閉槽口的無刷直流（BLDC）電機相同的尺寸和規格，包括定子疊片的偏斜技術，通常的做法是選擇與定子槽間距相稱的偏斜角，選擇盡可能大的齒槽轉矩的最佳偏斜角。

換向轉矩脈動是由變頻器的PWM逆變器引起的并且是由于電流遲滯或逆變器產生高頻電流紋波，在換相期間，當一個相關閉時，另一相打開，各個相電流的上升和下降速率不相等。因此，在換相期間由兩個電流產生的轉矩相位添加一個完全勵磁的轉矩值，這將允許在換向間隔內產生平穩的轉矩。

為了最小化換向轉矩脈動，需要改進BLDC驅動器，電機驅動器設計中使用了幾種方法來最小化換向轉矩脈動。一種方法是添加電感電容（L-C）濾波器，以“減少逆變器輸出到電機的高頻分量。降低轉矩脈動的一個關鍵因素是通過調整繞組的導通相位以使其適當補償來消除轉矩諧波。還有其他四種方法可以實現轉矩脈動的降低：（1）使用直接轉矩控制， （2）動態改變輸入電壓，（3）添加扭矩估計電路，以及采用人工神經網絡和主動干擾抑制控制。

結論：

BLDC電機驅動器的設計不僅克服了成本問題，而且還提供了傳統DC電動機無法實現的BLDC電機驅動器的性能，無需轉子位置反饋傳感器的實現是BLDC電機驅動器設計中可以節省成本的最新趨勢之一。電機驅動器中PWM開關策略的變化有望消除與轉矩脈動相關的問題。 BLDC電機驅動技術的另一個主要趨勢是將BLDC電機和驅動電子設備集成到一個封裝中，以簡化系統，最小化互連電纜，降低噪聲并解決電機驅動器兼容性問題。

編輯：hfy