无刷电机的原理

无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化无刷直流电机实物图产品。 电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法。

直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，但直流电机的优点也正是它的缺点，因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能，则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°，这就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉因此除了会造成组件损坏之外，使用场合也受到限制。交流电机没有碳刷及整流子，免维护、坚固、应用广，但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术才能达到。现今半导体发展迅速功率组件切换频率加快许多，提升驱动电机的性能。微处理机速度亦越来越快，可实现将交流电机控制置于一旋转的两轴直角坐标系统中，适当控制交流电机在两轴电流分量，达到类似直流电机控制并有与直流电机相当的性能。

所谓直流无刷电机，是具备直流电机与交流电机之优点，对于以往直流电机之用途，连近年来交流电机之用途，均有直流无刷电机被加以利用，就构造而言，若将有电刷的永磁式直流伺服电机的定子与转子互换就成为永磁式直流无刷伺服电机，不过无刷式电机的定子线圈为三相绕组，故基本上其为交流电机，直流无刷是沿用产业惯用之名称。直流无刷电机是将传统的DC电机之整流部份（电刷及换向器）以电子方式代替且保留DC电机可急遽加速，转速和外加电压成正比，转矩和电枢电流成正比等优点，为一特性非常优良之电机。直流无刷电机最大的特征为无刷构造的关系，原理上不会产生噪声。无刷电机之激磁部份在转子上由永久磁铁构成，电枢位于定子上，因此可以不需要电刷传导电流。因此其驱动电路一般均使用PWM型变频器，再配合霍尔组件或分解器等磁极检测组件，可得圆滑且稳定之转矩，常用于需要高速及高精度控制之情况。