磁通量|直流无刷电机BLDC的工作原理和驱动方法方法|电机|线圈|无刷电机|驱动

只要是有运动、行程机构都会涉及到电机，而直流无刷电机更是应用广泛。工作原因，以前做过BLDC的驱动控制，今天和大家分享一下BLDC的工作原理。

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图1：DC电机（有刷电机）的运转示意图。
而应用最广的是BLDC电机（无刷电机）。
BLDC电机中的“BL”意为“无刷”，就是DC电机（有刷电机）中的“电刷”没有了。电刷在DC电机（有刷电机）里扮演的角色是通过换向器向转子里的线圈通电。
BLDC电动机电机采用永磁体来做转子，转子里是没有线圈的。由于转子里没有线圈，所以不需要用于通电的换向器和电刷。取而代之的是作为定子的线圈（图2）。

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图2：BLDC电机的运转示意图。
改变磁通量的方向
为了转动BLDC电机，必须控制线圈的电流方向及时机。图2-A是将BLDC电机的定子（线圈）和转子（永磁体）模式化的结果。

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图2-A：BLDC电机转动原理
BLDC电机中每隔120度放置一个线圈，总共放置三个线圈，控制通电相或线圈的电流
如图2-A所示，BLDC电机使用3个线圈。这三个线圈用以在通电后生成磁通量，将其命名为U、V、W。线圈U（以下简称为“线圈”）上的电流路径记为U相，V的记录为V相，W的记录为W相。向U相通电后，将产生如图2-B所示的箭头方向的磁通量。
但实际上，U、V、W的电缆都是互相连接着的，因此无法仅向U相通电。在这里，从U相向W相通电，会如图2-C所示在U、W产生磁通量。合成U和W的两个磁通量，变为图2-D所示的较大的磁通量。永磁体将进行旋转，以使该合成磁通量与中央的永磁体（转子）的N极方向相同。

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图2-B：BLDC电机的转动原理
从U相向W向通电。首先，只关注线圈U部分，则发现会产生如箭头般的磁通量

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图2-C：BLDC电机的转动原理
从U相向W相通电，则会产生方向不同的2个磁通量

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图2-D：BLDC电机的转动原理
从U相向W相通电，可以认为产生了两个磁通量合成的磁通量
若改变合成磁通量的方向，则永磁体也会随之改变。配合永磁体的位置，切换U相、V相、W相中通电的相，以变更合成磁通量的方向。连续执行此操作，则合成磁通量将发生旋转，从而产生磁场，转子旋转。
图3所示的是通电相与合成磁通量的关系。在该例中，按顺序从1-6变更通电模式，则合成磁通量将顺时针旋转。通过变更合成磁通量的方向，控制速度，可控制转子的旋转速度。将切换这6种通电模式，控制电机的控制方法称为“120度通电控制”。