南京航空航天大学自动化学院、诺丁汉大学电气与电子工程学院的研讨人员，在2018年第13期《电工技能学报》上撰文指出，无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDCM）因具有功率密度高、效率高、操控简略等长处而得到了广泛使用。驱动无刷直流电机的转子方位信号一般由装置在电机定子上的霍尔传感器给出。
方位传感器的机械装置约束了BLDCM在较恶劣环境下的使用，添加了体系本钱，降低了可靠性。因而无方位传感器技能已成为研讨热门[1,2]。此外，BLDCM存在转矩脉动大的问题，大的转矩脉动会影响电机功能，发生振荡噪声，损坏电机轴承，减小电机寿数。
针对BLDCM无方位传感器运转，国内外学者进行了许多相关的研讨。文献[3]提出了从闲暇相端电压中检测出反电动势过零点来得到转子方位信号，该办法原理简略，低速和停止时反电动势难以检测，因而不适用于低速。一起，因为换相点与相反电动势过零点相差30°电视点，在检测到相反电动势过零点后需移相30°电视点换相。
文献[4]提出了从零序电压中检测出反电动势过零点来得到转子方位信号，该办法适用于非抱负反电动势的BLDCM，可发生不依赖于转速的时移，但滤波器和速率约束器的规划杂乱。文献[5,6]提出了用线反电动势过零点来检测转子方位的办法，该办法无需移相30°电视点，一起也扩展了转速适用范围，但低通滤波器引起的相移影响了转子方位解算的精确度。文献[7]选用反电动势积分法，经过将反电动势积分和阈值比较得到转子方位信号，该办法需求依据反电动势信息解析核算阈值，一起在低速时存在积分累积差错问题。
文献[8]选用三次谐波法，将三次谐波反电动势积分得到转子磁链的三次谐波重量，转子磁链的三次谐波重量的过零点与换相点共同，然后得到换相信号。该办法需求电机相反电动势中含有显着的三次谐波。文献[9]选用续流二极管法，关于PWM调制的BDLCM，续流二极管会使得闲暇相被钳位到母线或地线上，当检测到闲暇相续流二极管流过电流时，则对应着闲暇相反电动势过零点的方位。但该办法需求额定的电路以及阻隔电源检测续流二极管的状况，添加了体系的杂乱性。
文献[10,11]选用磁链观测法，经过相电压、相电流、绕组电阻、电感等参数解算定子磁链向量，从定子磁链中减去电枢反响磁链，得到转子磁链向量，然后检测到转子方位。因为观测中存在积分环节，遭到累积差错和积分饱满的影响。文献[12]选用高频脉冲注入法，使用定子电感饱满特性，经过注入电压脉冲，比较电流呼应，估测转子方位。该办法需求电机具有凸极性。
此外，学者们对用观测器检测转子方位进行了研讨，常用的观测器有卡尔曼滤波器[13]、滑模观测器[14]等。
BLDCM的转矩脉动首要分为齿槽转矩脉动、PWM斩波引起的脉动、换相转矩脉动[15]以及反电动势非梯形波引起的转矩脉动[16]。因为电机制作工艺误差、永磁体充磁不抱负等问题，大部分BLDCM的反电动势不是抱负的梯形波，接近于正弦波[17]。为了按捺反电动势非梯形波引起的转矩脉动，文献[18]选用最优电流操控，经过实时检测反电动势，通入与反电动势相抵消的电流；文献[19]选用直接转矩操控，将瞬时转矩作为被控目标。以上两种办法都避免了方波电流操控引起的转矩脉动，但均需转子的实时方位或许反电动势信息，算法杂乱。
文献[20]为处理上述问题提出了均匀转矩操控相关算法，经过操控每个开关周期内输入体系的能量持平按捺转矩脉动。该办法适用于恣意反电动势波形的BLDCM，无需转子实时方位和反电动势信息。
以上别离介绍了BLDCM的两个研讨热门，即无方位传感器运转和转矩脉动按捺。但学者们都只是别离对某一方面进行了研讨。
本文针对现在大部分BLDCM的反电动势非抱负梯形波接近于正弦波的现状，对无方位传感器运转算法进行研讨，在均匀转矩操控按捺转矩脉动的基础上，剖析了当反电动势接近于正弦波时均匀转矩操控下的电流波形特性，提出了根据均匀转矩操控的无方位传感器运转办法，从母线电流中检测到转子方位信息完成换相。
该办法能够一起完成无方位传感器运转和按捺非抱负反电动势引起的转矩脉动。别的，该算法在均匀转矩操控的基础上无需添加硬件，仅选用一个电压传感器和电流传感器，节省本钱，算法简略，经过仿真和试验验证了算法的可行性。
图11 BLDCM试验渠道
