无刷电机的工作原理

第一类：内转子型无刷直流电机的工作原理
1、两相两极无刷直流电机的工作原理
（1）当两头的线圈通上电流时，根据右手螺旋定则，会产生方向指向右的外加磁感应强度B（如粗箭头方向所示），而中间的转子会尽量使自己内部的磁力线方向与外磁力线方向保持一致以形成一个最短闭合磁力线回路，这样内转子就会按顺时针方向旋转了。

（2）磁场与外部磁场方向一致时，转子所受磁力最大。但此时转子呈水平状态，转子力臂为0。虽然不再受到转动力矩的作用，但由于惯性，还会继续顺时针转动。这时若改变两头螺线管的电流方向，转子就会继续顺时针向前转动。



（3）如此不断改变两头螺线管的电流方向，内转子就会不停地转起来了。改变电流方向的这一动作，称为换相。何时换相只与转子的位置有关，而与转子的速度无关。
（4）以上是最简单的**两相两极无刷直流电机的工作原理，仅仅用来说明概念用。**从严格意义上来说，并不是传统的经典的工业用的无刷直流电机结构，而是属于开关磁阻电机结构的变种（原始的开关磁阻电机的转子上没有永磁体）。


2、三相两极无刷直流电机的工作原理
（1）无刷直流电机定子的三相绕组有星形联结方式和三角形联结方式，其中“三相星形联结的二二导通方式”最为常用，故这里只对这种情况作详细分析。

（2）如图所示，为定子三相绕组星形联结方式的具体接线图（转子未画出），整个电机就引出三根线A、B、C。当它们之间两两通电时，有六种情况，分别是AB、AC、BC、BA、CA、CB。

（3）如图所示，分别描述了这六种情况下每个通电线圈产生的磁感应强度的方向（红、蓝箭头表示）和两个线圈的合成磁感应强度方向（绿色箭头表示）。

（4）如图所示，当AB相通电，C相不通电，A相定子线圈产生的磁感应强度方向如红色箭头所示；B相定子线圈产生的磁感应强度方向如蓝色箭头所示；A相和B相定子线圈合成的磁感应强度方向如绿色箭头所示；当AB相通电，中间的转子会尽量往绿色箭头方向对齐（中间的转子会尽量使自己内部的磁感线方向与外磁感线方向保持一致）。

（5）当转子到达(3)图中绿色箭头位置时，外线圈换相，改成AC相通电，这时转子会继续运动，并尽量往(3)图中绿色箭头处对齐，再往后以此类推。
（6）当外线圈完成六次换相后，内转子正好旋转一周


3、三相多极无刷直流电机的工作原理
（1）一般而言，无刷直流电机的绕组数量和永磁极的数量是不一致的。这样是为了防止定子的齿与转子的磁钢相吸而对齐，产生类似步进电机的效果，此种情况下转矩会产生很大波动。


（2）三相六极无刷直流电机工作原理的分析方法与三相二极类似，原则是转子的N极与通电绕组的S极有对齐的运动趋势，而转子的S极与通电绕组的N极有对齐的运动趋势。


第二类：外转子型无刷直流电机的工作原理
1、外转子型和内转子型的区别在于，外转子型电机将原来处于中心位置的磁钢做成一片片，贴到了外壳上。无刷直流电机运行时，是整个外壳在转，而中间的定子线圈不动。
2、外转子型较内转子型来说，转子的转动惯量要大很多，因为转子的主要质量都集中在外壳上，所以转速较内转子电机要慢。
3、外转子型无刷直流电机工作原理的分析方法与内转子型类似，原则是转子的N极与通电绕组的S极有对齐的运动趋势，而转子的S极与通电绕组的N极有对齐的运动趋势。