2。1。1  无刷直流电机的结构

    BLDCM定子是由许多硅钢片经过叠压和轴向冲压而成，每个冲槽内部都有一定的线圈组成绕组，大多数BLDCM定子有3个成星型排列的绕组。转子是由永磁体材料制造而成，一般是是28对永磁体按照N极和S极交替排列在转子轴位构成的。在电机工作过程中，电源通过电子换向器向电机绕组供电，换向器中的定子会按照一定的逻辑关系一次通电，产生转矩作用在转子上使转子持续转动。位置传感器会测量每个时刻转子的位置信息并将信号实时反馈给控制器。这些部分组成了无刷直流电机。

2。1。2  无刷直流电机的工作原理

    无刷直流电机要想正常工作，就要先根据转子位置传感器的输出信号确定转子的位置。然后通过电子换向电路去驱动电机本体使电枢绕组依次通电，从而在定子上产生旋转的磁场，进而产生方向恒定的转矩，推动电机转子朝着固定的方向转动。无刷直流电机的原理框图在图2-2中给出。

图2-2 无刷直流电机工作原理框图

   无刷直流电机具体的控制框图在图2-3中给出，6个功率管的开关由控制电路根据转子位置来决定。

图2-3 无刷直流电机的控制框图

    那么，就可以通过控制电路控制图2-2中VT1到VT6这6个开关管的开关顺序，根据位置传感器的反馈信息控制各开关的接通与关闭，实现电机的换向操作，进而使电机运动起来。与传统的有刷直流电机不同的是，无刷直流电机的换相方式不是依靠机械电刷和换向器，而是通过上述的电子开关管实现的。控制方式按照驱动元器件的差异可以分为三相半控和三相全控。图2-3展示的就是三相全控电路。

           图2-4 绕组星型连接方式                          图2-5 AB相通电

   定子三相绕组是按照相差对称分布星型连接方式（如图2-4所示），电机引出三条线，分别为A,B,C。当两两通电时则会出现6种情况，分别为AB,AC,BC,BA,CA和CB。根据导通相数和连接方式，无刷直流电机换向逻辑一般可以分为两相导通六状态﹑三相导通六状态﹑两相三相轮流导通十二状态等。每次只有两个不属于同一臂桥的开关管是导通的，每次每个开关管只导通，每隔六分之一个周期改变一相绕组的状态，所以会有六个不同的导通状态。

   以AB相通电为例，如图2-5所示，中间的转子会尽量向长箭头方向对齐，当转子到达对齐的位置时，外线圈就会换向，编程AC相通电。同时，转子继续运动，向着于此状态类似的下一个状态的长箭头方向运动并对齐，以此类推，当外线圈实现6次换向后，转子刚好旋转一周。

   此外，PWM控制器在无刷直流电机的控制设计中也是普遍使用的。PWM从处理器到被控系统信号都是数字形式，之后再进行A/D转换，这样可以将噪声降到最低；另外，这项技术的使用使得系统对噪声的抵抗能力也很强。

   这种控制方法可以通过大功率晶体管的开关特性去调制特定电压的直流电源，PWM控制器会给出一个控制信号，晶体管会根据这个信号的频率来选择是断开还是接通，通过改变控制信号占空比就可以改变晶体管断开或者接通时间的长短。这样做可以改变直流电源的平均电压。无刷直流电机一般是通过调节电压值来控制电机转速，也就是调压调速策略。所以，PWM控制器又被称为开关驱动装置。

   无刷直流电机转子位置传感器也是电机正常工作的重要元器件之一，是用来检测电机转子位置的传感器，是换向的重要依据。转子与定子主磁场的夹角就是靠位置传感器来检测的。不过，现在也有很多无刷直流电机选择不安装位置传感器，使用无位置传感器技术来计算转子位置。但位置传感器也因为其优点一直存在：可以为换向线路及时准确的提供转子的位置信息。