和永磁同步電機相比，在具有高穩(wěn)定性要求和高精度要求的應用場合，無刷直流電機處于劣勢，這是因為無刷直流電機具有轉矩脈動問題特別是換相轉矩脈動，影響了它在高性能交流調速系統(tǒng)中的應用，因此，轉矩脈動抑制技術是提高無刷直流電機性能所面臨的首要問題。隨著生產過程對成本和可靠性及性能等要求不斷提高，無刷直流電機的無位置傳感器技術日益受到關注。無位置傳感器檢測轉子位置可以進一步改善電機運行性能，降低生產成本和避免因使用傳感器帶來的其他問題，無位置傳感器技術是近年研究的熱點問題之一。 綜合來看，對于無刷直流電機，就目前研究的熱點技術問題而言，最重要的有兩個技術問題，無位置傳感器技術和轉矩脈動抑制技術，這兩個問題也是目前在應用中最為緊迫，受到的關注程度****的問題
1 無位置傳感器技術
無位置傳感器運行實際上就是要求在不采用機械傳感器的條件下利用電機的電壓和電流信息獲得轉子磁極的位置。目前常用的方法的主要有四類：反電勢法、續(xù)流二極管法、電感法和狀態(tài)觀測器法。 反電勢法是迄今為止最成熟、最有效、也是最常見和應用最為廣泛的一種轉子位置信號檢測方法。這種方法的基本原理就是在忽略永磁無刷直流電機電樞反應影響的前提下，通過檢測“斷開相”(逆變器上下功率器件都處于關斷的那一相)的反電勢過零點，來依次得到轉子的六個關鍵位置信號，并以此為參考依據(jù)，輪流觸發(fā)導通六個功率管，驅動電機運轉。 續(xù)流二極管法又稱“第三相導通法”，它是通過反并聯(lián)于逆變橋功率開關管上續(xù)流二極管的導通與關斷狀態(tài)的檢測來確定轉子位置的。續(xù)流二極管法其本質還是反電動勢法，只是在“斷開相”反電勢過零點檢測上有了一定的改變。這種改變在一定程度上能夠拓寬電機的調速范圍。 電感法有兩種形式：一種是用于凸極式永磁無刷直流電機；另一種是用于內嵌式磁鋼結構的永磁無刷直流電機。第一種電感法主要是通過在起動過程中對電機繞組施加探測電壓來判斷其電感的變化，它是“反電勢法’’中所用到的一種起動技術。第二種是通過在線檢測繞組電感隨轉子位置的改變而發(fā)生的變化，再經過一定計算，推算轉子的位置。 狀態(tài)觀測器法即轉子位置計算法，是將電機三相電壓、電流作坐標變換在派克方程的基礎上估算出電機轉子位置的一種方法。狀態(tài)觀測器法一般只適用于感應電勢為正弦波的永磁無刷直流電機，且計算繁瑣并對微機性能要求較高。 除了上述幾種方法，國內外還出現(xiàn)了其它一些轉子位置信號檢測方法，如渦流法；模糊控制和神經網絡控制法等。這些方法或因實現(xiàn)難度較大，或因應用條件苛刻，或因檢測誤差太大等緣故，應用都不是很廣泛。
2 轉矩脈動抑制技術
無刷直流電機轉矩脈動是由于電流和反電勢偏離理想波形而產生的轉矩脈動。因此優(yōu)化反電勢和電流波形以削弱諧波引起的轉矩脈動是關鍵。對于方波型無刷直流電機，其反電動勢越接近方波效果越好。 根據(jù)轉矩脈動產生的機理的不同，采用的轉矩脈動抑制的方法主要是兩種口朝：一種是電機本體優(yōu)化設計，通過氣隙磁場，定轉子結構，繞組形式等合理設計來消除齒槽誤差，使反電動勢波形接近理想波形；另一種是從控制策略入手，通過調整加在電機定子繞組上的電壓或電流波形來抑制轉矩脈動。從電機本體設計入手：采用斜槽、分數(shù)槽、虛擬齒和虛擬槽、無槽電機等可以削弱齒槽引起的轉矩脈動；采用高性能的稀土永磁材料、轉子采用瓦片形表面貼裝型式等，可以削弱氣隙主磁場的氣隙磁感應強度分布波形；選擇合理的電機磁極和極弧的設計方案，改變磁極形狀，或增加極弧寬度來有效消除電磁因素引起的轉矩脈動等。 從控制策略入手：通過控制****開通角使電流波形和反電動勢波形的配合適當，而達到削弱轉矩脈動的目的；通過控制電流的諧波成分來消除由此產生的轉矩波動；PWM斬波法、重疊換相法及電流反饋法等補償電流幅值的變化，抑制換相轉矩脈動等。 近年來，隨著現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，智能控制技術在無刷直流電機中也得到了應用。目前應用于無刷直流電機的控制方法主要集中在模型參考自適應，滑模變結構，狀態(tài)觀測器等方面。隨著人工智能技術的發(fā)展，專家系統(tǒng)，模糊控制理論，人工神經元網絡等智能控制的****成果開始進入電機控制領域，給進一步提高無刷直流電機的控制性能提供了一條全新的途徑
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