對于無刷電機，其電動勢的平衡方程為:

式中，U為電源電壓(V)，E為電樞反電動勢(V)，Iacp為平均電樞電流(A)，racp為電樞繞組的平均電阻(Ω)，AU是功率管飽和壓降(V)，2ΔU對于橋式換相線路為。

對于不同的電樞繞組形式和換相線路形式，電樞繞組反電動勢有不同的等效表達式，但不論哪一種繞組和線路結構，電樞反電動勢可以表示為：

式中，n為電機轉速（r/min），Ke為反電動勢常數（V/r/min）。

由式（1）和（2）可知：

可見，在忽略電樞電阻和功率開關壓降的情況下，無刷直流電機的轉速僅和電樞電壓及磁場強度有關，其調速方法：a調壓調速；b弱磁調速兩種，類似于直流有刷電機調速。其中，調壓調速因采用額定勵磁可實現額定轉矩輸出，故適用于恒轉矩負載基速范圍內調速，且方法簡單易于實現而得到廣泛應用。

無刷直流電機調壓調速方案：晶閘管移相調壓、DC/DC變換電路調壓；脈寬調制PWM技術調壓。隨著消費和工業(yè)的需求日漸復雜，CW32生態(tài)社區(qū)所做關于無刷電機驅動的相關DEMO，均以脈寬調制PWM技術調壓為準，并在此基礎上憑借CW32可靠的高性能定時器滿足客戶多元化需求。

1 晶閘管移相調壓

如果系統(tǒng)是交流供電，則需要整流電路獲得直流母線電壓。此時，可以采用晶閘管構成可控整流橋，利用調相方法調節(jié)直流母線電壓Ubus的大小，如圖1所示。這種控制方法適用于動態(tài)性能要求不高的場合。

圖1 可控整流電路調壓

2 DC/DC變換器調壓

如果系統(tǒng)是直流供電，則可以用DC/DC變換器調壓。調壓調速原理如圖2所示。圖中變換器用以調節(jié)電樞電壓達到無刷直流電機調速的目的；換相電路適時切換通電繞組使電機旋轉。

圖2 DC/DC變換器調壓

這種最簡單的例子，就是在連接的直流母線上串接一個功率晶體管，用以調節(jié)給控制器的直流電壓。此功率晶體管可以工作在放大器狀態(tài)，給控制器的電壓可以連續(xù)變化。這種控制方式電路比較簡單而且有大的帶寬。但是在功率晶體管上的損耗大，系統(tǒng)總效率低，只適用于小功率系統(tǒng)。

3 PWM換相調壓

最常見的調壓調速方法是脈寬調制技術，PWM技術(Pulse Width Modulation)。

PWM技術可以極其有效地進行諧波抑制，在頻率、效率方面有著明顯的優(yōu)點，使逆變電路的技術性能與可靠性得到了明顯的提高。采用PWM方式構成的逆變器，其輸入為固定不變的直流電壓，可以通過PWM技術在同一逆變器中既實現調壓又實現調頻。由于這種逆變器，只有一個可控的功率級，簡化了主回路和控制回路的結構，因而體積小、重量輕、可靠性高。又因為集調壓、調頻于一身，所以調節(jié)速度快、系統(tǒng)的動態(tài)響應好。

把每半個周期內，輸出電壓的波形分割成若干個脈沖，每個脈沖的寬度為t1，每兩個脈沖間的間隔寬度為t2，如圖3所示，則脈沖的占空比γ為：

此時，輸出電壓的平均值和占空比成正比，所以在調節(jié)頻率時，不改變直流電壓的幅值，而是改變輸出電壓脈沖的占空比，也可樣可以實現變頻變壓的效果，如圖3所示。其中圖3a為調制前的波形，圖3b為調制后的波形。與圖3a相比，圖3b的電壓周期增大（頻率降低），電壓脈沖的幅值不變，而占空比則減小，故平均電壓降低。

在實際應用中，一般保持頻率不變，而通過調整占空比來實現調壓調速。

PWM換相調壓原理如圖4所示，圖中換相電路一方面受轉子位置傳感器控制適時切換功率開關器件實現通電繞組換相，另一方面功率器件導通時間又受占空比影響從而實現了輸出電壓的改變。

圖4 PWM調壓

與圖2相比，PWM方式具有電路簡單、元件數量少等優(yōu)點，應用較為廣泛，但電磁噪聲與損耗較大。對比見圖5。

圖5 DC/DC和PWM調壓模式比較

在無刷直流電機PWM調速控制中，調制波為與轉速相關的直流電平；為降低開關損耗，可采取一個開關管工作于PWM狀態(tài)進行調壓，而另一個處于常通狀態(tài)。常見的PWM工作模式見圖6，圖中以120度HALL安裝為例。

圖6 PWM換相調壓模式

圖中，a）和b）為上橋臂或下橋臂3個開關管進行PWM調制，另一個配對導通的開關管處于常通狀態(tài)，以0~60°區(qū)間T1、T4導通為例，在HPWM-LON中，T1進行PWM調制（即調壓），T4為常通，而HON-LPWM中T1、T4的工作模式剛好與此相反，T1常通，T4執(zhí)行PWM調壓。此模式下逆變器輸出相電壓波形見圖5-15a）。

PWM-ON-PWM模式中，0~360°區(qū)間，任意時刻僅一個開關管執(zhí)行PWM調壓；以0~120°區(qū)間為例，T1先進入30°的PWM模式，此刻T4常通；其后60°T1則處于常通狀態(tài)；最后30°T1再次進入PWM模式。PWM-ON-PWM模式6個開關管的工作模式一致，功耗相同，系統(tǒng)可靠性提高，同時轉矩波動較小。此模式下逆變器輸出相電壓波形見圖7 b）。

圖7 逆變器輸出電壓

脈寬調制控制常用于速度調節(jié)，它以功率開關的占空比變化相當于外施加電壓的變化控制電機的轉速。它也可以用于對繞組電流的控制，實現軟起動、限流、特定電流波形等控制。由于無刷直流電動機通常有較高的電感，合適調制頻率下電機電流接近于連續(xù)，波動較小。調制頻率通常在1~30~50KHZ之間選擇。