1 引言无刷直流电机最本质的特征是没有机械换向器和电刷所构成的机械接触式换向机构。现在，无刷直流电机定义有俩种：一种是方波/ 梯形波直流电机才可以被称为无刷直流电机，而正弦波直流电机则被认为是永磁同步电机。另一种是方波/ 梯形波直流电机和正弦波直流电机都是无刷直流电机。国际电器制造业协会在 1987年将无刷直流电机定义为“一种转子为永磁体，带转子位置信号，通过电子换相控制的自同步旋转电机”，其换相电路可以是独立的或集成于电机本体上的。本次设计采用第一种定义，把具有方波 / 梯形波无刷直流电机称为无刷直流电机。从20世纪 90年代开始，由于人们生活水平的不断提高和现代化生产、办公自动化的发展，家用电器、工业机器人等设备都向着高效率化、 小型化及高智能化发展， 电机作为设备的重要组成部分，必须具有精度高、速度快、效率高等优点，因此无刷直流电机的应用也发展迅速[1] 。1.1 无刷直流电机的发展概况无刷直流电动机是由有刷直流电动机的基础上发展过来的。19世纪 40年代，第一台直流电动机研制成功，经过70多年不断的发展，直流电机进入成熟阶段，并且运用广泛。1955年，美国的 D.Harrison 申请了用晶体管换相线路代替有刷直流电动机的机械电刷的专利，形成了现代无刷直流电动机的雏形。在20世纪 60年代初，霍尔元件等位置传感器和电子换向线路的发现，标志着真正的无刷直流电机的出现。20世纪 70年代初，德国人 Blaschke 提出矢量控制理论，无刷直流电机的性能控制水平得到进一步的提高，极大地推动了电机在高性能领域的应用。1987年，在北京举办的德国金属加工设备展览会上，西门子和博世两公司展出了永磁自同步伺服系统和驱动器，引起了我国有关学者的注意，自此我国开始了研制和开发电机控制系统和驱动的热潮。目前，我国无刷直流电机的系列产品越来越多，形成了生产规模。无刷直流电动机的发展主要取决于电子电力技术的发展，无刷直流电机发展的初期，由于大功率开关器件的发展处于初级阶段，性能差，价格贵，而且受永磁材料和驱动控制技术的约束，这让无刷直流电动机问世以后的很长一段时间，都停留在实验阶段，无法推广到实际中使用，1970年以后，半导体的快速发展，许多新型的全控型半导体功率器件（如 MOSFET、IGBT等）不断出现，而且高性能的永磁材料（如SmCo、NsFeB）陆续出现[2] ，这些都为无刷直流电机广泛应用提供了有利的条件。由于无刷直流电机的广泛使用，无刷直流电机的理...
