传统有刷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。 但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。图 1 为有刷直流电动机的工作原理示意图。

1962 年借助于霍尔元件来实现电子换相的无刷直流电动机（ Brushless DC Motor，BLDC ）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。

1978 年， Mannesmann 公司 Indramat 分部在汉诺威贸易展览会正式推出 MAC 经典无刷直流电动机及其驱动器，是电子换相的无刷直流电动机真正进入实用阶段的标志。

无刷直流电机无电刷和换向器的火花、磨损问题，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，同时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，还具有高功率密度、高转矩重量比等特点，因此在工业驱动、汽车、医疗设备、家用电器、无人机以及具身智能等各行各业得到了广泛的应用。

无刷直流电动机的结构和经典的交流永磁同步电动机相似，其定子上有多相绕组，转子上镶有永久磁铁。无刷直流电动机本质上是由电子逆变器驱动的有转子位置反馈控制的交流同步电动机。转子位置反馈的作用是检测出转子磁场轴线和定子相绕组轴线的相对位置，决定每一时刻绕组的通电状态，即决定电子驱动器的功率开关器件的通断状态，接通或断开电动机相应的绕组。但从一个角度看，无刷直流电动机可看成是一个定转子倒置的直流电动机，因此具有和有刷直流电动机相似的线性机械特性和线性转矩-电流特性。图2为直流无刷电机的结构示意图。从上述工作原理看出，无刷直流电动机与配套的控制器是一个有机的整体，两者应当同步设计，才能确保最佳的性能和最佳的成本。

按电流驱动模式的不同，一般将永磁直流电动机分为两大类：方波驱动电机和正弦波驱动电机。前者称为无刷直流电动机 ( BLDC )，后者称为永磁同步电动机 （ PMSM ）。图 3 为方波驱动 BLDC 的波形，包括气隙磁通密度，绕组的反电动势等。图 4 为用三相逆变器驱动 BLDC 的结构示意图。

实现无刷直流电机的有效驱动需要获取转子位置和速度信息。常用的各种位置传感器方案包括霍尔传感器、光电编码器和旋转变压器等。然而，使用位置传感器不仅会增加电机的尺寸和转动惯量，还会降低其功率密度，并增加驱动系统的复杂性和成本。此外，这些传感器容易受到温度变化和电磁噪声干扰。传感器的安装精度会影响电机性能，对于极对数较高的电机尤为明显。

因此，无传感器控制方法作为解决上述问题的有效方案，受到了广泛关注。无传感器控制方法利用电压和电流测量值来确定转子的实时位置，在电机驱动系统中得到越来越广泛的应用。与基于传感器的方法相比，无传感器控制方法具有很多优势，包括更高的可靠性、更长的电机使用寿命、更简单的系统组成以及更低的成本。

当前， BLDC 的全球市场已超千亿规模，中国市场占比超过 30% 。据市场分析机构预测，未来还会快速增长。

新能源汽车 800V 高压平台带动 SiC 材质无刷电机需求激增，增速超 25% ， 43% 车企将 BLDC 用于驱动系统及车窗、空调部件； 2026 年全球新能源汽车保有量向 1.45 亿辆冲刺，无刷电机需求呈“量价齐升”态势：一方面，驱动电机从传统 IGBT 向 SiC 材质升级，单机价值量提升 50% ；另一方面，车窗、电动尾门、空调等辅助部件全面 BLDC 化，单辆车电机搭载量从 2-3 台增至 5-8 台，车企采购成本虽上升 15% ，但整车能耗降低 8%-10% ，长期经济性显著。

每台工业机器人需 3-6 台精密 BLDC ，人形机器人单台更是需要 15-40 台微型无刷电机，推动工业用 BLDC 市场规模突破 250 亿元。人形机器人、无人机等应用对驱动器效率和功率密度提出了苛刻的要求，推动了基于 GaN 功率器件驱动器的迅猛发展。

医疗领域， 33% 便携式设备（手术工具、诊断仪器）依赖 BLDC 无火花、高可靠性优势， 0-750W 功率段产品需求旺盛，全封闭结构、生物相容性设计成标配。

在消费电子领域， 37% 新家电已标配 BLDC ，空调压缩机、洗衣机电机全面替代传统有刷产品。扫地机器人、空气净化器等“健康家电”推动 BLDC 向“低噪+智能”升级，运行噪音 ≤55 分贝，部分产品支持 AI 自适应调速，根据环境自动调整电机转速，提升用户体验。

日本电产（ Nidec ）是全球领先的电机制造商，国内 BLDC 的主流品牌有汇川技术、德昌电机、威灵电机等。威灵电机为美的旗下子公司，具有较高的市场占有率。HOME-亿万28「强保障平台,更省心娱乐」 为美的专门开发了适用于 BLDC 测试的可编程直流电源， IPV650-4.5 (泄放型)，已实现批量供货和长期稳定的现场使用。