彻底搞懂BLDC与PMSM的区别

• BLDC，直流无刷电机，也可以叫电子换向直流电机，反电势为梯形波，定子电流为矩形波，一般定子为集中整距绕组。

• PMSM，永磁同步电机，反电势和定子电流均为正弦波，一般定子为短距分布绕组

从结构上看

网上有很多网友直接解释说，BLDC是集中整距绕组，PMSM是分布短距绕组。这个说法太片面，
集中整距绕组不一定就是BLDC，分布短距绕组大概率是PMSM。 网友之所以会这么简单粗暴的给出这样的定义，是因为他们默认了集中整距绕组就会感应出梯形波的反电势，但实际上不一定。

什么是集中绕组和分布绕组

集中绕组：所发出的电是一个线圈的感应电动势
分布绕组：所发出的电是多个线圈的合成电动势

什么是反电动势，反电动势是永磁电机很重要的一个指标，因为BLDC和PMSM都是永磁电机，根据初中物理知识可以知道，运动的磁场会在导体中会产生感应电流，进而产生感应电压，即感应电动势。所以永磁体在电机旋转的时候，会在定子绕组里产生感应电动势，也叫反电动势。不同的定转子结构，会在定子绕组中产生不同波形的反电动势，目前主流的就两种，一种是梯形波，另一种是正弦波。

完美的梯形波很难造就出来，大多数反电势波形是介于梯形波与正弦波之间的。 通常来讲，造就梯形波比造就正弦波要难得多，在实际应用的电机中，如果只看定子绕组方式，短距分布绕组更容易制造出正弦波，而集中整距绕组往往是不完美的正弦波。而且有时候为了减少齿槽转矩的影响，使用斜极、斜槽的设计，使得反电势波形更趋于正弦化。

也就是说，从集中整距绕组的电机结构上，没办法判断确定电机是BLDC。但反过来讲，因为集中整距绕组工艺制造上，相对更容易，所以对要求不高的BLDC，就一般用集中整距绕组来做定子了。

因为集中绕组端部轴向尺寸小，提高了铜的利用率（端部铜线不产生电磁功率），所以集中绕组的电机一般效率较高（铜损降低了）。所以网上有些说BLDC效率高是片面的，不是BLDC，而是采用集中绕组的电机。

从控制上看

BLDC的输入电机系统的电压是直流电，只不过有电子换向器（简易版逆变器），使得输入电机定子绕组的电压电流为大小不变，正负方向变化的交流电。PMSM输入的电压电流，是纯粹的交流电，正弦波，跟家电50HZ的波形一样。

BLDC是采用六步换相控制，拿最简单的玩具电机，就是两极三槽电机来举例，一圈360度的旋转，每60度切换一次，磁场角度永远在60度-90度-120度-60度，做往复运动，电磁拉力也一直在从小到大，再从大到小的变化。所以，BLDC的转矩脉动比较大。

而PMSM是依靠正弦波的三相旋转交流电来控制。就是说，如果电机定子绕组同时具备两个条件：1三相交流电，2交流电是正弦波形，那么电机定子中就可以产生一个旋转磁场。那么好了，定子的旋转磁场就可以带着贴有磁铁的转子做旋转运动了。只要电源电压电流是稳定的，那么输出的转矩就是稳定的。由此可见，PMSM的转矩脉动就小很多。
（因为电源逆变过程会产生谐波，所以由谐波产生的一点点脉动还是有的）

因为控制简单，所以BLDC使用霍尔传感器就好了。每当转子转过60度，告诉电源把正负极切换一下，就这么简单。而PMSM需要知道转子的准确位置，随时调整电流来调整转矩，保证转速同步，所以需要相对高端的旋转变压器来测速定位。

从应用上看

BLDC本质是是直流电机，对于开环控制的BLDC，转速与负载，T-n曲线是有斜率的，转速是会随着负载而降低的。而PMSM本质上是同步电机，转速只与电机极对数和频率有关，与负载大小没有直接关系。

两者的负载曲线如下：

**随着负载的增加，BLDC转速降低，而PMSM转速是恒定的。**这就解释了为什么PMSM的控制精度高了。但PMSM有一个问题，就是会有失步现象，如果负载转矩超过堵转转矩，转子转速就没办法跟上旋转磁场转速了，转速降低，直到停止。

所以一些大型的永磁同步电机，或者同步发电机，会在转子表面加阻尼绕组，在转子失步的情况下，有转差率，产生感应电流，类似异步电机原理，驱动转子旋转，跟上旋转磁场转速。

要说的是，BLDC和PMSM之间没有明显的界定，如果用一个简单的定义去区分的话，应该找不到一个准确的答案。大多数电机应用都是根据具体的应用需求，匹配合适的电机特性，取其长处，去其短处。

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