Bürstenlose Gleichstrommotoren werden auf Basis von bürstenbehafteten Gleichstrommotoren entwickelt. Sie bieten die Vorteile einer stufenlosen Drehzahlregelung, eines breiten Drehzahlregelbereichs, einer starken Überlastfähigkeit, einer guten Linearität, einer langen Lebensdauer, einer geringen Größe, eines geringen Gewichts, einer großen Leistung usw Lösen Es löst eine Reihe von Problemen von Bürstenmotoren und wird häufig in verschiedenen Bereichen wie Industrieanlagen, Instrumenten, Haushaltsgeräten, Robotern und medizinischen Geräten eingesetzt.
Da der bürstenlose Gleichstrommotor keine Bürsten zur automatischen Kommutierung besitzt, ist zur Kommutierung ein elektronischer Kommutator erforderlich. Der bürstenlose Gleichstrommotortreiber implementiert die Funktion dieses elektronischen Kommutators.
Derzeit gibt es drei gängige Steuerungsmethoden für bürstenlose Gleichstrommotoren: FOC (auch bekannt als Vektorfrequenzumwandlung, magnetfeldvektororientierte Steuerung), Rechteckwellensteuerung (auch bekannt als Trapezwellensteuerung, 120°-Steuerung, 6-Stufen-Kommutierungssteuerung) und Sinuswellensteuerung.
FOC-Steuerung
Die Sinuswellensteuerung realisiert die Steuerung des Spannungsvektors und indirekt die Steuerung der Stromstärke, kann jedoch nicht die Stromrichtung steuern. Die FOC-Steuerungsmethode kann als verbesserte Version der Sinuswellensteuerung betrachtet werden, die die Steuerung des Stromvektors, d. h. die Vektorsteuerung des Motorstatormagnetfelds, realisiert.
Rechteckwellensteuerung
Die Rechteckwellensteuerung verwendet einen Hall-Sensor oder einen nicht-induktiven Schätzalgorithmus, um die Position des Motorrotors zu ermitteln, und führt dann 6 Kommutierungen (eine Kommutierung alle 60°) innerhalb eines elektrischen 360°-Zyklus basierend auf der Rotorposition durch. Der Motor gibt an jeder Kommutierungsposition eine Kraft in eine bestimmte Richtung ab, sodass man sagen kann, dass die Positionsgenauigkeit der Rechtecksteuerung elektrisch 60° beträgt. Da bei dieser Steuermethode die Wellenform des Phasenstroms des Motors einer Rechteckwelle nahekommt, wird sie als Rechteckwellensteuerung bezeichnet.
Sinuswellensteuerung
Die Sinuswellensteuerungsmethode verwendet die SVPWM-Welle, die eine dreiphasige Sinuswellenspannung ausgibt, und der entsprechende Strom ist ebenfalls ein Sinuswellenstrom. Dieses Verfahren verfügt nicht über das Konzept der Kommutierung mit Rechteckwellensteuerung, oder es wird davon ausgegangen, dass innerhalb eines elektrischen Zyklus unendlich viele Kommutierungen durchgeführt werden. Offensichtlich weist die Sinuswellensteuerung im Vergleich zur Rechteckwellensteuerung geringere Drehmomentschwankungen und weniger Stromoberschwingungen auf, und die Steuerung fühlt sich „empfindlicher“ an. Allerdings sind die Leistungsanforderungen an die Steuerung etwas höher als die der Rechteckwellensteuerung und des Motors Effizienz kann nicht erreicht werden.
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