无刷直流电机是结合电机控制技术、微控制技术和电力电子技术于一身的新型直流电机,凭借其结构简单、转矩电流比大、控制性能优异以及效率高等优点,应用范围遍及电动汽车、工业自动化、日常办公、医疗设备以及航空航天等众多领域。但由于无刷直流电机独特的物理结构和控制方式,方波驱动的无刷直流电机(Brushless DC motor,BLDCM)工作时会产生较大的转矩脉动,对BLDCM的性能造成严重影响。转矩脉动的大小也逐渐成为BLDCM的性能指标之一,特别是在高精度控制要求的场合,因此如何减小BLDCM的转矩脉动对BLDCM的发展和应用意义重大。该文将从BLDCM转矩脉动产生的机理出发,通过数学模型推导出影响转矩脉动的因素,从而通过控制这些因素来实现对转矩脉动的抑制。首先,该文介绍了无刷直流电机的研究背景和意义,同时阐述了无刷直流电机目前的发展现状和未来的发展趋势。对BLDCM产生的转矩脉动进行了分类,指出了换相转矩脉动是所有转矩脉动中影响最大的。根据数学模型分析了 BLDCM在换相期间产生转矩脉动的过程,得出影响换相转矩脉动的因素为直流母线电压与4倍电机反电动势之间的关系,提出了可通过在换相期间提升直流母线电压的大小来减小换相转矩脉动的思想。由数学模型推导出非换相期间非导通相二极管续流的原因,并给出了传统单斩PWM调制方式下非换相期间非导通相二极管续流的区间。然后,该文提出一种基于抽头电感准Z源网络的BLDCM控制策略,对抽头电感准Z源网络的工作模式进行了介绍,在换相期间由抽头电感准Z源网络将直流母线电压升高至4倍的电机反电动势,降低换相转矩脉动;介绍了一种PWM-ON-PWM调制方式,通过数学模型推导出其在整个非换相期间都没有出现非导通相二极管续流的现象,采用转速电流双闭环的控制方式实现BLDCM在整个区间内的转矩稳定。最后,在MATLAB/Simulink环境下搭建系统模型,通过仿真验证该文所提的控制方法在转矩脉动抑制方面的有效性。仿真结果显示,该文所提的控制方法完全消除了非换相期间非导通相二极管的续流现象,大幅降低了系统的换相转矩脉动,同时电机的平均输出转矩有所提高。