工作原理：磁场协同与电子换向的精妙配合

直流无刷电机的运行本质是定子旋转磁场与转子永磁体磁场的相互作用，其核心过程可分为磁场产生、电子换向与转速控制三个阶段。

1. 磁场产生：三相绕组的“舞蹈”

当直流电源接入驱动电路后，MCU按照六步换向逻辑依次导通功率器件：

通电阶段1：U相上桥臂导通，V相下桥臂导通，电流路径为U+→U绕组→V绕组→V-，形成U→V的磁场矢量。

通电阶段2：U相上桥臂导通，W相下桥臂导通，磁场矢量旋转至U→W方向。

循环切换：按U→V→W→U的顺序循环通电，定子磁场以60°电角度为步长连续旋转，驱动转子同步转动。

2. 电子换向：位置感知与电流切换

电子换向的精准性取决于位置检测的实时性与换向逻辑的快速响应：

霍尔传感器方案：三个霍尔元件间隔120°电角度安装，输出信号组合（如001→011→010→110→100→101）对应六个换向时刻。

无传感器方案：通过检测未通电相的反电动势过零点，延迟30°电角度后进行换向，适用于低速至高速全范围运行。

3. 转速控制：电压与频率的“双轮驱动”

直流无刷电机的调速方式可分为以下两类：

电压调速：通过调节PWM占空比改变等效输入电压，转速与电压呈近似线性关系（n∝V）。例如，在12V供电下，占空比从50%升至75%，转速可提升50%。

频率调速：采用FOC（磁场定向控制）算法，将三相电流解耦为d轴（励磁分量）与q轴（转矩分量），通过调节q轴电流实现无级调速。该方法调速范围宽、动态响应快，广泛应用于伺服系统。