BLDC電機的正弦整流換向

　　梯形整流換向還不足以為提供平衡、精準的無刷直流電機控制。這主要是因為在一個三相無刷電機(帶有一個正統波反電動勢)中所產生的轉矩由下列等式來定義：

　　轉軸轉矩= Kt [IRSin(o) + ISSin(o+120) +ITSin(o+240)]

　　其中：

　　o為轉軸的電角度

　　Kt為電機的轉矩常數

　　IR, IS和IT為相位電流

　　如果相位電流是正弦的：IR = I0Sino; IS = I0Sin (+120o); IT = I0Sin (+240o)

　　將得到：轉軸轉矩= 1.5I0*Kt(一個獨立于轉軸角度的常數)

　　正弦整流換向無刷電機控制器努力驅動三個電機繞組，其三路電流隨著電機轉動而平穩的進行正弦變化。選擇這些電流的相關相位，這樣它們將會產生平穩的轉子電流空間矢量，方向是與轉子正交的方向，并具有不變量。這就消除了與北形轉向相關的轉矩紋波和轉向脈沖。

　　為了隨著電機的旋轉，生成電機電流的平穩的正弦波調制，就要求對于轉子位置有一個精確有測量?；魻柶骷H提供了對于轉子位置的粗略計算，還不足以達到目的要求?；谶@個原因，就要求從編碼器或相似器件發出角反饋。

　　BLDC電機正弦波控制器的簡化框圖

　　由于繞組電流必須結合產生一個平穩的常量轉子電流空間矢量，而且定子繞組的每個定位相距120度角，因此每個線組的電流必須是正弦的而且相移為120度。采用編碼器中的位置信息來對兩個正弦波進行合成，兩個間的相移為120度。然后，將這些信號乘以轉矩命令，因此正弦波的振幅與所需要的轉矩成正比。結果，兩個正弦波電流命令得到恰當的定相，從而在正交方向產生轉動定子電流空間矢量。

　　正弦電流命令信號輸出一對在兩個適當的電機繞組中調制電流的P-I控制器。第三個轉子繞組中的電流是受控繞組電流的負和，因此不能被分別控制。每個P-I控制器的輸出被送到一個PWM調制器，然后送到輸出橋和兩個電機終端。應用到第三個電機終端的電壓源于應用到前兩個線組的信號的負數和，適當用于分別間隔120度的三個正弦電壓。

　　結果，實際輸出電流波型精確的跟蹤正弦電流命令信號，所得電流空間矢量平穩轉動，在量上得以穩定并以所需的方向定位。

　　一般通過梯形整流轉向，不能達到穩定控制的正弦整流轉向結果。然而，由于其在低電機速度下效率很高，在高電機速度下將會分開。這是由于速度提高，電流回流控制器必須跟蹤一個增加頻率的正弦信號。同時，它們必須克服隨著速度提高在振幅和頻率下增加的電機的反電動勢。

　　由于P-I控制器具有有限增益和頻率響應，對于電流控制回路的時間變量干擾將引起相位滯后和電機電流中的增益誤差，速度越高，誤差越大。這將干擾電流空間矢量相對于轉子的方向，從而引起與正交方向產生位移。

　　當產生這種情況時，通過一定量的電流可以產生較小的轉矩，因此需要更多的電流來保持轉矩。效率降低。

　　隨著速度的增加，這種降低將會延續。在某種程度上，電流的相位位移超過90度。當產生這種情況時，轉矩減至為零。通過正弦的結合，上面這點的速度導致了負轉矩，因此也就無法實現。