无刷直流电机具有功率密度大、效率高等优点,在航空航天、电动汽车等领域得到了广泛的应用。电机在制动工况下会产生转矩脉动,转矩脉动会带来谐振、噪声等问题,这些问题严重影响了无刷直流电机的稳定性和可靠性,限制了电机在一些高精度、高稳定性场合的应用。在无刷直流电机数学模型的基础上,总结和分析了目前文献主要讨论的六种制动调制方式,详细分析了电机的四象限运行和回馈制动的工作原理。由于制动调制方式的不同,制动电流在三相全桥电路中流通路径不同,进而产生的转矩脉动也不同。在非换相区间和换相区间分别推导出不同制动调制方式的非换相转矩脉动和换相转矩脉动数学表达式,通过表达式分析和对比了不同调制方式的转矩、电流等特性。在MATLAB/Simulink环境中搭建了无刷直流电机仿真模型,进行了电机转速、电流、转矩等特性的仿真研究。根据控制系统的功能需求,设计了控制系统的硬件电路、软件程序,搭建了无刷直流电机测试平台,进行了电机转速、电流等特性的实验研究。本文对六种制动调制方式的转矩脉动进行统一的数学推导与对比研究,对非换相转矩脉动和换相转矩脉动进行了分析,通过理论推导、仿真与实验验证可以得到如下结论:(1)在非换相区间,PWM_OFF_PWM和H_PWM-L_PWM调制方式不存在非导通相动态续流引起的非换相转矩脉动,而其它四种调制方式均存在非导通相动态续流引起的非换相转矩脉动。(2)在换相区间,以PWM_OFF_PWM调制方式为例,本文换相转矩脉动抑制方法相比较常规PWM_OFF_PWM方法,可以有效地减小换相转矩脉动。(3)本文对不同制动调制方式转矩脉动数学表达式的分析与推导方法,为寻求更优的PWM调制方式提供了理论依据。