做控制的人都知道，任何電機的控制，無非三種不同的控制目標：

位置控制：想讓電機轉多少度它就轉多少度

速度控制：想讓電機轉多快它就轉多快

力矩控制：想讓電機出多少力它就出多少力

要控制一個電機，永磁直驅電機調速原理，首先對被控對象的了解是必須的。讓我們用下面這張動圖來幫助理解永磁同步電機是怎樣運動起來的。定子三相上通過互差120度的交變電壓以后，傳統電機與永磁直驅電機的區別，在定子鐵芯上可以看到產生了旋轉的磁場（動圖中代表磁場方向的紅綠顏色逆時針旋轉），在這個旋轉的磁場作用下，與轉子磁場產生力的作用，帶動轉子旋轉。

電機力矩是如何產生的呢？在前文《電機的力矩、轉速和功率》，我們分析過力矩與電樞（定子）電流成正比；

那么電流是如何產生的呢？我們可以把電機的每一個繞組想象成一個在磁場中旋轉的電阻+電感，如下面的等效電路：

假設電機開環運行，當給定電機定子三相一個互差120度的電壓建立起旋轉磁場以后，如果這個時候沒有負載，電機會飛速的轉動起來（空載），直到反電勢和給定電壓完全相等；此時定子繞組中的電流為仍然為0，可以將定子的旋轉磁場假想（虛擬/等效）成一個繞著電機軸心旋轉的磁鐵，假想出來的這塊磁鐵的南極與轉子磁鐵的北極軸線相重合；

當轉子上有了負載以后，根據牛頓運動定理，電機的轉速必然會有一個減速的過程，這就意味著上述等效電路中的反電勢降低，而在給定電壓不變的情況下，剩下的那些電壓就會在電阻中產生電流了。在那這一段減速的過程當中還發生了什么事情呢？因為被負載拖拽了一下，轉子磁鐵的軸心比虛擬出來的定子磁鐵軸心要之后一個角度了，這個角度就是我們所謂的“功角”。

關于電機的矢量模型，互聯網上可以找到各種各樣的圖，但這些圖要么太抽象，看了半天不知所云，沒法和實物對照起來；要么不夠，一張圖里的內容有限，對實際工作指導意義不大。

淺析無刷直流電機FOC、方波、正弦波控制！
無刷直流電機是在有刷直流電動機的基礎上發展來的，具有無極調速、調速范圍廣、過載能力強、線性度好、壽命長、體積小、重量輕、出力大等優點，解決了有刷電機存在的一系列問題，永磁直驅電機價格，廣泛應用于工業設備、儀器儀表、家用電器、機器人、等各個領域。由于無刷電機沒有電刷進行自動換向，因此需要使用電子換向器進行換向。無刷直流電機驅動器實現的就是這個電子換向器的功能。

主流的無刷直流電機的控制方式
目前主要有三種：FOC（又稱為矢量變頻、磁場矢量定向控制）、方波控制（也稱為梯形波控制、120°控制、6步換向控制）和正弦波控制。那么這3種控制方式都各有什么優缺點呢？

方波控制
方波控制使用霍爾傳感器或者無感估算算法獲得電機轉子的位置，然后根據轉子的位置在360°的電氣周期內，淄博永磁直驅電機，進行6次換向（每60°換向一次）。每個換向位置電機輸出特定方向的力，因此可以說方波控制的位置精度是電氣60°。由于在這種方式控制下，電機的相電流波形接近方波，所以稱為方波控制。

方波控制方式的優點是控制算法簡單、硬件成本較低，使用性能普通的控制器便能獲得較高的電機轉速；缺點是轉矩波動大、存在一定的電流噪聲、效率達不到值。方波控制適用于對電機轉動性能要求不高的場合。

正弦波控制
正弦波控制方式使用的是SVPWM波，輸出的是3相正弦波電壓，相應的電流也是正弦波電流。這種方式沒有方波控制換向的概念，或者認為一個電氣周期內進行了無限多次的換向。顯然，正弦波控制相比方波控制，其轉矩波動較小，電流諧波少，控制起來感覺比較“細膩”，但是對控制器的性能要求稍高于方波控制，而且電機效率不能發揮到值。

如何去預防永磁電機的退磁？

1)正確選擇永磁電機功率

退磁和永磁電機的功率選擇有關。正確選擇永磁電機的功率可以預防或延緩退磁。永磁同步電機退磁的主要原因是是溫度過高，過載是溫度過高的主要原因。

因此，在選擇永磁電機功率時要留有一定的余量，根據負載的實際情況，一般20%左右比較合適。

2)避免重載起動和頻繁起動

籠型異步起動同步永磁電機盡量避免重載直接起動或頻繁起動。

異步起動過程中，起動轉矩是振蕩的，在起動轉矩波谷段，定子磁場對轉子磁極就是退磁作用。因此盡量避免異步永磁同步電機重載和頻繁起動。

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