六步换相
本站的其余部分都假定你需要一个跟随转子旋转的空间矢量。但还有一种更古老的方案，如今仍在海量出货，非常值得了解它的工作原理——一方面因为它能解释磁场定向控制（FOC）究竟是为了解决什么问题，另一方面因为在某一项特定指标上它比 FOC 更出色。
方波换相每次激励两相，并在每60电角度时将施加的空间矢量切换到六个固定方向中的下一个。无需进行任何变换，也无需计算转子所处的六分之一转区间的角度，更不需要所谓的电流调节器。三个霍尔传感器足以精确确定其所需的六个扇区，除此之外别无他求。
矢量无法跟随转子
这就是全部代价，其他一切皆由此衍生。
转子继续旋转时，电流方向却保持不变。因此，电流方向与它本应指向的理想方向——即超前转子磁链四分之一周——之间的夹角，从扇区开始时的 +30° 逐渐经过中点的 0°，到结束时变为 −30°；随后跳变，重新开始。
只有q轴上的分量产生转矩，因此转矩随该误差的余弦变化：
14% 的转矩脉动及其来源
只有两个常数，别无其他：
由此得到的峰峰值转矩脉动为
（占平均转矩的比例）。这就是方波换相常被引用的数值，值得亲自推导而非死记硬背，因为它纯粹由 60° 的扇区宽度决定——与电机参数、电流大小或任何可调参数均无关。
同一个积分带来的另一个结论是：磁场定向控制每安培电流可多产生 4.7% 的转矩，因为 。损失掉的 4.5% 并没有在哪里转化为额外的发热，而是因为那部分电流指向了不做功的方向。
在试验台上 该纹波频率为电频率的六倍，这与逆变器死区时间留下的特征相同。两种截然不同的原因却产生同一次谐波——因此，仅凭6倍频纹波无法判断具体是哪种现象。
区分这两者的测试方法是观察脉动幅值随负载的变化：换相脉动占转矩的固定比例，随电流成比例缩放；而死区误差是一个固定的电压，在电机轻载时影响最为显著。
它更擅长什么
六步法到达正六边形的顶点。正弦调制被限制在内切圆内，因为旋转指令必须在每个角度都能容纳于正六边形内，而不仅仅是六个特定角度。
在 48 V 直流母线上：
| 方案 | 峰值相电压 |
|---|---|
| 正弦脉宽调制 | 24.0 V |
| 空间矢量 PWM | 27.7 V |
| 六步换相 | 32.0 V |
这三个电压极限构成等比数列，相邻两者的比值都是 。因此，最小-最大 注入相较普通 SPWM 增加的 15.5%，与从空间矢量调制升至六步换相时再次获得的 15.5% 完全相同。从普通正弦调制到六步换相，总电压提高约三分之一。
这与其说是一个令人赞叹的巧合，不如说是一座值得铭记的阶梯，因为它揭示了磁场定向控制在最高转速区所放弃的电压空间。要想榨取最后这 15.5% 的电压，就必须离开线性调制区并进入过调制——而过调制的极限正是六步换相本身。当驱动器被推向最高转速极限时，它并不是在两种方案之间做选择，而是正在演变为另一种方案。
那么在什么情况下你会使用它呢？
当转矩脉动无关紧要而简单性至关重要的场合：风扇、泵、鼓风机等负载平稳且惯性可滤除剩余波动的设备。只需三个霍尔传感器和六路栅极信号，硬件和固件的开销确实很小。
而且它在 FOC 无法胜任的那个方面表现得非常平稳：它只需要知道所在扇区，而不需要精确的角度信息，因此不存在观测器失锁的问题，也不会因为使用错误的而导致变换出错，也无需进行任何对齐操作。
它无法做到的是保持转矩稳定、运行平稳、在静止状态下以任何精度输出满转矩，也无法利用磁阻效应——换句话说，本网站其余内容所关注的一切，它都做不到。
要点回顾
- 六个固定方向，每隔 60° 切换一次。矢量无法跟踪转子，因此角度误差在每个扇区内扫过 ±30°。
- 平均转矩为 ，等于对齐状态下的95.49%，而转矩脉动为平均值的14.0%。这两者仅由扇区宽度决定。
- 因此，磁场定向控制可提供每安培多出 4.7% 的转矩，两者的差异在于六步换相有一部分电流未做功，而非变成了额外的发热。
- 纹波频率为电角度的6倍——与死区时间引起的纹波具有相同的特征。可通过其随负载的变化规律加以区分。
- 六步换相可达 2Vdc/3，比线性调制极限高出 15.5%。SPWM、SVPWM 与六步换相构成公比为 的等比数列。
- 过调制介于两者之间，而六步法则是最终的运行方式。