普通永磁直流电动机是以永久磁铁作定子，以转子绕组作转子，在工作时除了要为旋转的转子绕组供电，还要及时改变电压的极性，这些需用到电刷和换向器。电刷和换向器长期摩擦，很容易出现接触不良、电火花和电磁干扰等问题。为了解决这些问题，无刷直流电动机采用永久磁铁作为转子，通电绕组作为定子，这样就不需要电刷和换向器，不过无刷直流电动机工作时需要配套的驱动线路。
1.工作原理
图10-53是一种无刷直流电动机的结构和驱动线路简图。无刷直流电动机的定子绕组固定不动，而磁环转子运转。
图10-53 一种无刷直流电动机结构和驱动线路简图
无刷直流电动机工作原理如下：无刷直流电动机位置检测器距离磁环转子很近，磁环转子的不同磁极靠近检测器时，检测器输出不同的位置信号（电信号）。这里假设S极接近位置检测器时，检测器输出高电平信号，N极接近检测器时输出低电平信号。在起动电动机时，若磁环转子的S极恰好接近位置检测器，检测器输出高电平信号，该信号送到晶体管VT1、VT2的基极，VT1导通，VT2截止，定子绕组L1、L1′有电流流过，电流途径是：电源VCC→L1→L1′→VT1→地。L1、L1′绕组有电流通过产生磁场，该磁场与磁环转子磁场产生排斥和吸引，它们的相互作用如图10-54a所示。
在图10-54a中，电流流过L1、L1′时，L1产生左N右S的磁场，L1′产生左S右N的磁场，这样就会出现L1的左N与磁环转子的左S吸引（同时L1的左N会与磁环转子的下N排斥），L1的右S与磁环转子的下N吸引，L1′的右N与磁环转子的右S吸引，L1′的左S与磁环转子的上N吸引，由于绕组L1、L1′固定在定子铁心上不能运转，而磁环转子受磁场作用就逆时针转起来。
电动机运转后时，磁环转子的N极马上接近位置检测器，检测器输出低电平信号，该信号送到三极管VT1、VT2的基极，VT1截止，VT2导通，有电流流过L2、L2′，电流途径是：电源VCC→L2→L2′→VT2→地。L2、L2′绕组有电流通过产生磁场，该磁场与磁环转子磁场产生排斥和吸引，它们的相互作用如图10-54b所示，两磁场的相互作用力推动磁环转子继续旋转。
图10-54 无刷电动机定子绕组与磁环转子受力分析
2.结构(www.xing528.com)
无刷直流电动机的结构如图10-55所示。
图10-55 无刷直流电动机的结构
从图中可看出，无刷直流电动机主要由定子铁心、定子绕组、位置检测器、磁铁转子和驱动电路等组成。
位置检测器包括固定和运动两部分，运动部分安装在转子轴上，与转子联动，它可以反映转子的磁极位置，固定部分通过它就可以检测出转子的位置信息。有些无刷直流电动机位置检测器无运转部分，它直接检测转子位置信息。驱动电路的功能是根据位置检测器送来的位置信号，用电子开关（如晶体管）来切换定子绕组的电源。无刷直流电动机的转子结构分为表面式磁极、嵌入式磁极和环形磁极3种，如图10-56所示。表面式磁极转子是将磁铁黏贴在转子铁心表面，嵌入式磁极转子是将磁铁嵌入铁心中，环形磁极转子是在转子铁心上套一个环形磁铁。
图10-56 无刷直流电动机常见转子的结构
无刷直流电动机一般采用内转子结构，即转子处在定子的内侧。有些无刷直流电动机采用外转子形式，如电动车、摄录像机使用的无刷直流电动机常采用外转子结构，如图10-57所示。
图10-57 外转子无刷直流电动机的结构
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