文献综述
1、课题研究现状及发展趋势 永磁无刷直流电机属于永磁同步电机的一种，其反电动势波形为梯形波形，驱动电流波形为矩形，既具有永磁同步电机的优点，又具有其独特的如成本低，控制方法简单易实现，控制系统开发周期短，运行可靠性高等优点，因而在生产实践中具有广泛的应用。但是因为其还面临着一些诸如无位置传感器技术，转矩脉动技术等还有待于进一步的解决和完善，限制了这种电机性能的进一步提高和发挥，阻碍了它在高精度高要求场合的应用。
最初，电力传动系统被分为直流电力传动和交流电力传动。电力传动中核心的部件就是电动机，20世纪，高性能的调速系统基本都采用直流电动机，这是因为相对于交流电动机，直流电动机具有优越的调速性能，而大部分不变速传动则采用交流电动机。这种格局在20世纪70年代末被高效节能的交流传动系统的出现打破[1]。过去所谓的不变速交流传动中，很多场合实际上是依赖挡板和阀门来调节流量，而电机本身不变速，这样浪费了许多电能。交流调速系统出现之后代替了这些挡板的作用，使这些场合的节能达20%。另外，过去采用具有优良调速性能的直流传动系统的场合被成本低廉，维护方便及效率高的交流传动系统替代以后，收到了良好的社会效益和经济效益;矢量控制、直接转矩控制等先进控制技术的应用，使交流传动系统获得了和直流电机系统相仿的调速性能。直流电动机可以直接通过控制电流对电磁转矩进行灵活的即时控制，因而其调速性能一直以来被认为是最好的，也是交流电动机调速控制性能追求的目标。传统的直流电动机采用电刷，以机械方法进行换向，因此存在相对的机械摩擦，由此带来了噪声、火花以及使用寿命短、维护困难等致命弱点;因此，1962年借助于霍尔元件来实现电子换相的直流无刷电动机的问世，使得直流电动机脱胎换骨，以新的结构形式迈入了新的发展阶段[2]。无刷直流电机既具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等优点，又具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，因此，在各行各业得到了广泛的应用。
永磁无刷直流电机由于其无换向火花，运行可靠，维护方便，结构简单，无励磁损耗等众多优点，在很多场合得到越来越广泛的应用。转矩特性是电动机性能的重要指标，其中最重要的是平均转矩和转矩的平稳性。无刷直流电机的平均转矩比一般的电机高，但是无刷直流电机存在转矩脉动问题，这是影响无刷直流电机应用的一个主要原因[3]。方波型无刷直流电机最突出的问题就在于具有电磁转矩脉动，转矩脉动会降低电力传动系统控制特性并造成机器噪音，震动，降低机器使用寿命和驱动系统的可靠性。
无刷直流电机反电动势为梯形波形，电流为矩形波形，电磁转矩是反电动势、电流和转速的函数。在转速一定的情况下，电磁转矩和反电动势大小和电流大小成正比关系。无刷直流电机具有的两种类型的电磁转矩脉动:(1)当反电动势为理想梯形波形 (即具有 1200宽度的平顶部分)，在转速一定情况下，电磁转矩和电流大小成正比;在非换相期间，如果送入电机的为矩形电流，则理论认为没有电磁转矩脉动;在换相期间，因为换相原因，每隔 600电角度电流发生波动，造成周期性的电磁转矩脉动— 换相转矩脉动;梯形波形不是理想的平顶，如果依然给电机送入矩形电流，同样会造成电磁转矩脉动，实际上，无刷直流电机除了具有以上所分析的原因产生电磁转矩脉动之外，比较典型的还有一类电磁转矩脉动:因齿槽效应引起的齿槽转矩脉动。这是由于定子齿槽引起气隙不均匀而造成磁阻不等，以至于引起了齿槽转矩脉动:另外，由于无刷直流电机一般都是由PW逆变器驱动，电流的调节依靠开关管的通断进行控制，因此，流过绕组的电流实际上是一种脉动的电流:由于目前开关器件技术的发展，使得开关频率相对较高，从而电流脉动相对较小，所以，因这种原因引起的电磁转矩一般情况下可以忽略。因此，引起无刷直流电机的电磁转矩脉动的主要原因为三种。以下就这三种电磁转矩脉动目前常用的抑制方法及其发展水平分别进行讨论[4]。
1) 齿槽转矩脉动
齿槽转矩脉动一般采用转子或定子斜槽或者磁性槽楔消除;采用这种方法会使电机结构复杂，加工难度大大提高，同时，在多数情况下会降低效率并带来其他问题。
2) 因非理想反电动势引起的转矩脉动
这种情况往往是因为电机制造工艺因素或者转子磁钢充磁不理想造成的电机反电动势不是理想的梯形波，但是控制系统依然按照理想梯形波形的情况供给矩形波形电流，从而引起电磁转矩脉动;该种类型电磁转矩脉动的消除一般通过合适的控制方法，寻找最佳的定子电流波形来消除;同时，这种最佳电流法也能消除因齿槽效应引起的转矩脉动:但是，最佳电流法需要对反电动势进行精确的测定，而反电动势的实时检测是一件比较困难的事情。目前多用的方法是对电机反电动势离线测量，然后计算出最优电流进行控制，因为事先需要离线测量，使其可行性降低。
3) 换相转矩脉动
