无刷电机简介

无刷直流电机简介

无刷直流电机，英语缩写为BLDC（Brushless DC Motor）。电机的定子（不动的部分）是线圈，或者叫绕组。转子（转动的部分）是永磁体，就是磁铁 。根据转子的位置，利用单片机来控制每个线圈的通电，使线圈产生的磁场变化，从而不断在前面勾引转子让转子转动，这就是无刷直流电机的转动原理。下面深入一下。

2. 无刷直流电机的基本工作原理

2.1. 无刷直流电机的结构

首先先从最基本的线圈说起。可以将线圈理解成长得像弹簧一样的东西。根据初中学过的右手螺旋法则可知，当电流从该线圈的上到下流过的时候，线圈上面的极性为N，下面的极性为S。

现在再弄一根这样的线圈。然后摆弄一下位置。这样如果电流通过的话，就能像有两个电磁铁一样。再弄一根，就可以构成电机的三相绕组。再加上永磁体做成的转子，就是一个无刷直流电动机了。

2.2. 无刷直流电机的电流换向电路

无刷直流电机之所以既只用直流电，又不用电刷，是因为外部有个电路来专门控制它各线圈的通电。这个电流换向电路最主要的部件是FET（场效应晶体管，Field-Effect Transitor）。可以把FET看作是开关。下图将FET标为AT（A相Top），AB（A相Bottom），BT，BB，CT，CB。FET的“开合”是由单片机控制的。

2.3. 无刷直流电机的电流换向过程

FET的“开合”时机是由单片机控制的。最常用的电流换向方法是 Six-step Commutation，翻译过来是“六步换向”。现在建个坐标系。六步换向的过程如下表。

2.4. 无刷直流电机的转子是怎么转动的呢？

靠的就是用六步换向生成一个旋转的磁场，在转子的前方不断勾引。就像文章开头那只拿着磁铁画圈圈的手一样。如果你看合成的磁场方向和转子所在的位置的话，就一目了然了。

你看，合成的磁场的S极一直在转子N极的前面等着。

只要把握好线圈通电的时机，让合成磁场的方向一直提前于转子的位置，转子就会一直屁颠屁颠地跟着。

3. 怎样确定换向时机？

上面说过，控制转子转动的关键是，等转子转到合适的角度时，对通过线圈的电流进行换向，从而使生成的磁场方向发生变化，吸引转子，令转子转动。

那这个电流换向的时机应该怎么把握呢？也就是说，我要怎么样知道现在转子转动到什么位置？知道转子在哪我才知道要通哪两相的电啊。

其实判断转子位置的方法挺多，用传感器也行，不用传感器也行。先说用传感器的，传感器一般用霍尔传感器（Hall Sensor）。