电机工作原理是怎么样的

控制转子转动的关键是，等转子转到合适的角度时，对通过线圈的电流进行换向，从而使生成的磁场方向发生变化，吸引转子，令转子转动。那这个电流换向的时机应该怎么把握呢？也就是说，我要怎么样知道现在转子转动到什么位置？知道转子在哪我才知道要通哪两相的电啊。其实判断转子位置的方法挺多，用传感器也行，不用传感器也行。先说用传感器的，传感器一般用霍尔传感器（Hall Sensor）。

3.1. 用传感器确认转子位置

3.1.1. 霍尔传感器

霍尔传感器通过霍尔效应（Hall Effect），能检测出磁场强度的变化。根据高中物理所学的左手定则（用来判断带电导体在磁场中的受力方向），在霍尔传感器所在的回路中，磁场使带电粒子的运动发生偏转，带电粒子“撞到”霍尔传感器的两边，产生电位差。这时就可以用电压计接到霍尔传感器的两边，检测出这种电压变化，从而检测出磁场强度的变化。原理如下图所示。

3.1.2. 霍尔传感器怎样得到转子的位置？有了霍尔传感器，就能大致知道转子的位置了。霍尔传感器一般是每隔120°安装，或者每隔60°安装。下面假设是每隔120°安装的。假设转子N极划过霍尔传感器的感应区域时，霍尔传感器的输出电压为高（一般5V）。反之为低。根据HA，HB，HC的电平，可以知道转子所处位置的角度。比如，若HA高，HB低，HC低，我们能够知道转子处于180度～240度的电气角度之间（电气角度和实际机械角度的关系等下说）。使用3个霍尔传感器时，分辨率是60度的电气角度。就是说我只能知道现在转子的位置在60°电气角度范围内，但准确具体多少度我们不知道。

3.1.3. 电气角度和机械角度关系虽然在这里插入这么个小知识有点怪，但我还是觉得有必要的，因为我觉得当时学的时候不太好理解。在这里配合霍尔传感器的实例说可能好懂一点。机械角度就是电动机转子实际转过的角度。电气角度和机械角度的关系与转子的极对数有关。因为实际上线圈生成的磁场要吸引的是转子的磁极。所以对于电机的转动控制来说，

我们只关心电气角度就好。电气角度 = 极对数 x 机械角度

3.2. 无传感器时估计转子位置的方法

这个坑有点大，这个答案就先略过了。

4. 无刷直流电机的转速和旋转方向

4.4. 怎样控制无刷直流电机转动的方向？改变电流换向的次序即可。让线圈合成的磁场方向反方向旋转起来。

4.5. 怎样控制无刷直流电机的转速？

线圈两端的电压越大，通过线圈的电流越大，生成磁场越强，转子转动得就越快因为接的电源是直流的，所以我们通常用PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）来控制线圈两端电压的大小。PWM的简单原理如下。所以给无刷直流电机通电的时候，用单片机产生的PWM不断地控制FET的开合，能使线圈反复处于通电断电，通电断电的状态。通电时间长（Duty大），线圈两端的等效电压就大，产生的磁场强度就强，转子转动就快；通电时间短（Duty小），线圈两端的等效电压就小，产生的磁场强度就弱，转子转动就慢。PWM波形接到FET的Gate（门极）上，控制FET的开合。假设Gate上的电压为高时，FET闭合导通；Gate上的电压为低时，FET断开不通电而且同一相上的上下两个FET须由反相的PWM波形控制，以防止上下两个FET同时导通，造成电流不通过电机而上下相同，造成短路。控制FET的PWM波形如下。