無刷直流電機實際上是永磁同步電機，對于力的來源主要是磁力線的畸變，簡單來說就是如果定子磁場與轉子磁場磁力線方向一致，那么這個時候磁力線會很平滑，大家就很和諧，之間不會產生力矩；但是如果轉子磁場與定子磁場方向不一致，那么磁力線的分布便會不均勻，這個時候磁場之間則會通過相互作用使得定轉子磁場方向一致，從而產生力矩；因此對于直流無刷電機，你只要使得定子磁場以某一速度在空間旋轉，磁力線這種反畸變力便會使得轉子磁場也以與定子磁場相同的速度旋轉，從而實現永磁同步；你可以想象，如果負載轉矩為0，那么在旋轉的過程中定轉子磁場的方向必然會接近重合，而如果有一個恒定的負載轉矩，那么定轉子之間的磁場會有一個固定的夾角，這個角度的大小與負載轉矩的大小一致。

無刷直流電機原理

無刷直流電機的定子是線圈繞組電樞，轉子是永磁體。如果只給電機通以固定的直流電流，則電機只能產生不變的磁場，電機不能轉動起來，只有實時檢測電機轉子的位置，再根據轉子的位置給電機的不同相通以對應的電流，使定子產生方向均勻變化的旋轉磁場，電機才可以跟著磁場轉動起來。

如圖所示為無刷直流電機的轉動原理示意圖，為了方便描述，電機定子的線圈中心抽頭接電機電源POWER，各相的端點接功率管，位置傳感器導通時使功率管的G極接12V，功率管導通，對應的相線圈被通電。由于三個位置傳感器隨著轉子的轉動，會依次導通，使得對應的相線圈也依次通電，從而定子產生的磁場方向也不斷地變化，電機轉子也跟著轉動起來，這就是無刷直流電機的基本轉動原理——檢測轉子的位置，依次給各相通電，使定子產生的磁場的方向連續均勻地變化。

圖：無刷直流電機轉動原理示意圖

現代控制方法

無刷直流電機目前這個概念定義不明確。一般認為BLDC無刷直流是方波控制，PMSM永磁同步是正弦波控制（矢量控制）。但是從電機本體看，他們之間的區別僅僅是氣隙磁場形狀問題，純方波磁場基本沒法設計到，都是梯形波。

對于bldc，控制上是換相六拍，霍爾傳感器。有的人用正弦波（插補）降低轉距脈動，bldc低速特性不好。沒有所謂現代控制方法，只能說目前研究到什么地步了，比如說他的無位置傳感器算法。bldc目前相對屬于落后一點的控制算法，舊產品會用到，或者是超高速電機會用到（一個基波周期的開關次數極少），普通應用還是pmsm的矢量控制研究較多。下面說pmsm。

對于pmsm，普通矢量控制已經成熟，有幾個控制上的研究方向：無位置傳感器（反電動勢觀測，包含模型參考自適應，滑模，卡爾慢等，以及適于低速的高頻注入法），mtpa最大轉距電流比控制（銅耗最優，希望不需要電機參數就能實現的通用化算法，但目前只有基于擾動或基于參數），弱磁控制，在線參數辯識，離線參數辯識，控制器參數自整定，在線溫度辯識，直接轉距控制（dtc），各種伺服的控制器帶寬優化的控制器，詳細說太多。目前的發展趨勢是：高性能化，通用化，智能化，自適應化發展。