1 绪论

无刷直流电机

[1]（Brushless DC Motor ,简称 BLDCM）

用电子换相取代了直流电

机的机械换相，把永磁材料做成转子，省去了电刷，因而它具有很强的生命力。
无刷直流电机的驱动电路能比较容易的获得方波，反馈装置简单，功率密度高，
输出转矩大，控制结构简单，使得

BLDCM 的应用比直流电机要广泛得多。

1.1 课题研究目的与意义

一个世纪以来，电机作为机电能量转换装置，其应用已遍及国民经济的各

个领域以及人们的日常生活中。众所周知，直流电机具有运行效率高和调速性能
好等诸多优点，但是传统的直流电机均采用电刷，以机械方法进行换向，因而
存在机械摩擦，由此带来噪声、电火花、无线电千扰以及寿命短等致命弱点，再
加上制造成本高及维修困难等缺点，从而大大地限制了它的应用范围，致使目
前工农业生产上，大多数采用三相异步电机。无刷直流电机既具备传统直流电机
运行效率高、调速性能好、无励磁损耗的优点，又具有结构简单、运行可靠、维护
方便等独特的优势，特别是与传统直流电机相比，无刷直流电机不采用电刷进
行换相，因而不存在机械换相带来的诸多缺点，故在许多高科技领域中应用越
来越广泛。

在军事装备领域，使用无刷直流电机能更好地满足快响应、高精度的要求。

对常规武器如雷达的天线控制系统、高射武器的自动跟踪系统等，这些随动系统
必须具备很高的角速度、角加速度和很高的跟踪精度，快速跟踪和准确定位是两
个重要的技术指标，其控制器的好坏直接影响着装备战术技术性能，因此，如
何使随动系统具有稳定性好、可靠性高、响应速度快、跟踪精度高等特点成为研究
随动系统的关键。近十年来，用高新技术武装的各种新型武器如战术导弹、隐形
飞机、武装直升机等空中武器不断涌现，其目标识别能力、隐蔽程度、目标命中精
度均大大提高，这给武器随动系统提出了新的要求。在民用领域，随着现代电力
电子技术、传感器技术、精密机械技术、自动控制技术以及人工智能技术等高新技
术的发展，对电动机的要求从过去简单的提供动力发展到精确控制，从而促进
了电动机与电子产品紧密结合的机电一体化产品的发展，如激光加工、机器人、
数控机床、柔性制造系统等。在这些高科技领域中，无刷直流电机作为当今效率
最高的调速电机之一，得到了非常广泛的应用。

无刷直流电机的调速性能优越、体积小、重量轻、效率高、转动惯量小、不存在

励磁损耗问题，不仅保持了传统直流电动机良好的动、静态调速特性，而且结构
简单、运行可靠、易于控制。随着无刷直流电机的应用范围日益扩大，其应用己经
从最初的军事工业，向航空航天、医疗、信息、家电以及工业自动化领域迅速发展
因此，直流无刷电机的应用和研究受到了高度的重视，凭其技术优势在许多场
合取代了其它种类的电动机，越来越多地应用于国民经济生活的各个领域中，
显示出了广泛的应用前景。因此，对无刷直流电动机本体及其控制且在控制过程
中出现的问题进行系统、深入的研究有着非常重要的理论和现实意义

无刷直流电机控制策略选择的好坏直接关系到控制系统的性能，对于控制

1