一、有刷馬達的原理    
要講清這一問題，那就應(yīng)粗略地了解一下有刷馬達的工作原理。接下來用一個三電極、二磁極內(nèi)轉(zhuǎn)子有刷馬達作為演示。
 
二、無刷電機工作原理
首先，無刷電機不是直流電機，模型雖然是直流電池供電，但通過無刷電調(diào)之后就轉(zhuǎn)變?yōu)榱巳�相交變電流傳輸�(shù)搅巳齻�極性上。通過下圖可以看出，無刷電機是沒有碳刷的，和有刷相反，無刷電機的磁鐵成了轉(zhuǎn)子~
 
三、無刷電機的命名
相對有刷電機，無刷電機的命名好理解很多，一般它由四個數(shù)字組成，例如2040無刷電機。這個數(shù)字僅代表電機的外形尺寸，2040表示直徑為20mm，長度為40mm的電機。同理3650無刷電機表示此電機直徑36mm，長度50mm。
其實370有刷電機的大小和2530無刷電機一樣，540電機的大小和3650無刷電機一樣。
四、無刷電機的特點
1、沒有碳刷，理論上轉(zhuǎn)子無需和外界有導(dǎo)體上的鏈接。
2、在運行過程中，無刷電機的轉(zhuǎn)速是靠交流電的頻率決定的，所以頻率越高無刷電機可以轉(zhuǎn)得越快。
3、無刷電機的轉(zhuǎn)速是嚴格按照KV值設(shè)定的，1000KV表示每一福特電機轉(zhuǎn)速加快1000轉(zhuǎn)。所以電壓為5V時，1000kv的無刷電機轉(zhuǎn)速5000rpm。
4、在運行過程中，同樣轉(zhuǎn)速電機的扭力是靠電調(diào)輸出的電流強度決定的，電流越大扭力越大。(理想狀態(tài)下，我們“聰明”的無刷電調(diào)會不斷“監(jiān)測”我們的電機是否需要更大的扭力，同時也會保證扭力不過剩，以免浪費表情)
五、外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電機
上面無刷電機工作原理圖所示的是內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電機，顧名思義，磁鐵在里邊。而外轉(zhuǎn)子無刷電機則相反，它的磁鐵“包”在外面，而A、B、C電極在里邊，這樣的設(shè)計可以讓電機的扭力更大，但轉(zhuǎn)速卻上不來。在模型中，一般外轉(zhuǎn)子無刷電機的KV值在2000以內(nèi)，而內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電機則可以到8000-9000kv。因為這個原因，一般飛機上常見外轉(zhuǎn)子無刷電機，而模型車和模型船一般都使用內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電機。
六、有感無刷和無感無刷
要說明這個問題首先要弄懂感是感的啥~，有感無刷中的感是指“霍爾傳感器”，那么什么是“霍爾”呢？霍爾是指的霍爾效應(yīng)，這一現(xiàn)象是美國物理學(xué)家霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機構(gòu)時發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)電流垂直于外磁場通過導(dǎo)體時，在導(dǎo)體的垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現(xiàn)電勢差，這一現(xiàn)象便是霍爾效應(yīng)。這個電勢差也被叫做霍爾電勢差。
那么我們?yōu)槭裁匆�感�?yīng)這玩意？要說清這個問題就必須從無感無刷的一個缺點說起。剛才說了無刷電機的轉(zhuǎn)速是靠交流電頻率決定的，那么電調(diào)要想方設(shè)法弄明白目前電機的轉(zhuǎn)速以及當(dāng)前電機的狀態(tài)。其實這對已經(jīng)正常運轉(zhuǎn)的電機來說很容易，但對于一個剛剛起步或者運行速度很慢的電機來說就顯得比較麻煩了(很難較準確的測出電機轉(zhuǎn)速的狀態(tài))，所以無感無刷電機會在低速時線性不好甚至可能會顫抖，而起步的扭力也難以強過同等級有刷電機。
但是人們發(fā)現(xiàn)無論什么運行狀態(tài)的無刷電機，它的霍爾效應(yīng)都是明顯的，所以通過霍爾效應(yīng)電調(diào)可以很容易的知道無論高速還是低速電機的運行狀態(tài)，從而解決了無感無刷電機的毛病！但就目前來看霍爾傳感器并不是廉價貨，所以有感無刷電機、電調(diào)的價格會比無感無刷貴上許多。
七、常見模型用有刷、無感無刷、有感無刷電機對比
有刷電機　　　　無感無刷　　　　有感無刷
轉(zhuǎn)換效率：　　　　　　　　低　　　　　　　高　　　　　　　　高
電機輸出功率：　　　　　　低　　　　　　　高　　　　　　　　高
起步扭力：　　　　　　　　好　　　　　　　一般　　　　　　　好
中高速扭力：　　　　　　　一般　　　　　　好　　　　　　　　好
低速線性：　　　　　　　　較好　　　　　　一般　　　　　　　好
中高速線性：　　　　　　　好　　　　　　　好　　　　　　　　好
最高速度(一般540電機)：　常見2萬　　　　常見5萬　　　　　常見5萬
易磨損程度：　　　　　　容易磨損　　　　不易磨損　　　　　不易磨損
電機價格(540級)　　　　中檔100RMB　　　最低120RMB　　　最低200RMB
電調(diào)價格(540級)　　　中檔平均120左右 最低200RMB　　　最低300RMB
 
無刷電機的工作原理詳細解讀
分享一篇關(guān)于無刷電機的工作原理一些知識，確保只要有高一物理知識的朋友就能夠看得懂，希望有興趣的朋友耐心往下看，相互學(xué)習(xí)! 首先給大家復(fù)習(xí)幾個基礎(chǔ)定則：左手定則、右手定則、右手螺旋定則。別懵逼，我下面會給大家解釋。 左手定則，這個是電機轉(zhuǎn)動受力分析的基礎(chǔ)，簡單說就是磁場中的載流導(dǎo)體，會受到力的作用。
 
讓磁感線穿過手掌正面，手指方向為電流方向，大拇指方向為產(chǎn)生磁力的方向，我相信喜歡玩模型的人都還有一定物理基礎(chǔ)的哈哈。 右手定則，這是產(chǎn)生感生電動勢的基礎(chǔ)，跟左手定則的相反，磁場中的導(dǎo)體因受到力的牽引切割磁感線產(chǎn)生電動勢。
 
讓磁感線穿過掌心，大拇指方向為運動方向，手指方向為產(chǎn)生的電動勢方向。為什么要講感生電動勢呢?不知道大家有沒有類似的經(jīng)歷，把電機的三相線合在一起，用手去轉(zhuǎn)動電機會發(fā)現(xiàn)阻力非常大，這就是因為在轉(zhuǎn)動電機過程中產(chǎn)生了感生電動勢，從而產(chǎn)生電流，磁場中電流流過導(dǎo)體又會產(chǎn)生和轉(zhuǎn)動方向相反的力，大家就會感覺轉(zhuǎn)動有很大的阻力。不信可以試試。
 
三相線分開，電機可以輕松轉(zhuǎn)動
 
三相線合并，電機轉(zhuǎn)動阻力非常大 右手螺旋定則，用右手握住通電螺線管，使四指彎曲與電流方向一致，那么大拇指所指的那一端就是通電螺旋管的N極。
 
這個定則是通電線圈判斷極性的基礎(chǔ)，紅色箭頭方向即為電流方向。 看完了三大定則，我們接下來先看看電機轉(zhuǎn)動的基本原理。 第一部分：直流電機模型 我們找到一個中學(xué)物理學(xué)過的直流電機的模型，通過磁回路分析法來進行一個簡單的分析。
 
狀態(tài)1 當(dāng)兩頭的線圈通上電流時，根據(jù)右手螺旋定則，會產(chǎn)生方向指向右的外加磁感應(yīng)強度B(如粗箭頭方向所示)，而中間的轉(zhuǎn)子會盡量使自己內(nèi)部的磁感線方向與外磁感線方向保持一致，以形成一個最短閉合磁力線回路，這樣內(nèi)轉(zhuǎn)子就會按順時針方向旋轉(zhuǎn)了。 當(dāng)轉(zhuǎn)子磁場方向與外部磁場方向垂直時，轉(zhuǎn)子所受的轉(zhuǎn)動力矩最大。注意這里說的是“力矩”最大，而不是“力”最大。誠然，在轉(zhuǎn)子磁場與外部磁場方向一致時，轉(zhuǎn)子所受磁力最大，但此時轉(zhuǎn)子呈水平狀態(tài)，力臂為0，當(dāng)然也就不會轉(zhuǎn)動了。補充一句，力矩是力與力臂的乘積。其中一個為零，乘積就為零了。 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到水平位置時，雖然不再受到轉(zhuǎn)動力矩的作用，但由于慣性原因，還會繼續(xù)順時針轉(zhuǎn)動，這時若改變兩頭螺線管的電流方向，如下圖所示，轉(zhuǎn)子就會繼續(xù)順時針向前轉(zhuǎn)動，
 
狀態(tài)2 如此不斷改變兩頭螺線管的電流方向，內(nèi)轉(zhuǎn)子就會不停轉(zhuǎn)起來了。改變電流方向的這一動作，就叫做換相。補充一句：何時換相只與轉(zhuǎn)子的位置有關(guān)，而與其他任何量無直接關(guān)系。 第二部分：三相二極內(nèi)轉(zhuǎn)子電機 一般來說，定子的三相繞組有星形聯(lián)結(jié)方式和三角聯(lián)結(jié)方式，而“三相星形聯(lián)結(jié)的二二導(dǎo)通方式”最為常用，這里就用該模型來做個簡單分析。
 
上圖顯示了定子繞組的聯(lián)結(jié)方式(轉(zhuǎn)子未畫出假想是個二極磁鐵)，三個繞組通過中心的連接點以“Y”型的方式被聯(lián)結(jié)在一起。整個電機就引出三根線A, B, C。當(dāng)它們之間兩兩通電時，有6種情況，分別是AB, AC, BC, BA, CA, CB注意這是有順序的。 下面我看第一階段：AB相通電
 
當(dāng)AB相通電，則A極線圈產(chǎn)生的磁感線方向如紅色箭頭所示，B極產(chǎn)生的磁感線方向如圖藍色箭頭所示，那么產(chǎn)生的合力方向即為綠色箭頭所示，那么假設(shè)其中有一個二極磁鐵，則根據(jù)“中間的轉(zhuǎn)子會盡量使自己內(nèi)部的磁感線方向與外磁感線方向保持一致”則N極方向會與綠色箭頭所示方向重合。至于C，暫時沒他什么事。 第二階段：AC相通電
 
第三階段：BC相通電
 
第三階段：BA相通電
 
為了節(jié)省篇幅，我們就不一一描述CACB的模型，大家可以自己類推一下。以下為中間磁鐵(轉(zhuǎn)子)的狀態(tài)圖：
 
每個過程轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)60度
 
六個過程即完成了完整的轉(zhuǎn)動，其中6次換相 第三部分：三相多繞組多極內(nèi)轉(zhuǎn)子電機 我們再來看一個復(fù)雜點的，圖(a)是一個三相九繞組六極(三對極)內(nèi)轉(zhuǎn)子電機，它的繞組連線方式見圖 (b)。從圖(b)可見，其三相繞組也是在中間點連接在一起的，也屬于星形聯(lián)結(jié)方式。一般而言，電機的繞組數(shù)量都和永磁極的數(shù)量是不一致的(比如用9繞組6極，而不是6繞組6極)，這樣是為了防止定子的齒與轉(zhuǎn)子的磁鋼相吸對齊。
 
其運動的原則是：轉(zhuǎn)子的N極與通電繞組的S極有對齊的運動趨勢，而轉(zhuǎn)子的S極與通電繞組的N極有對齊的運動趨勢。 即為S與N相互吸引，注意跟之前的分析方法有一定的區(qū)別。 好吧，還是再幫大家分析一下吧， 第一階段：AB相通電
 
第二階段：AC相通電
 
第三階段：BC相通電
 
第四階段：BA通電
 
第五階段：CA通電
 
第六階段：CB通電
 
以上為六個不同的通電狀態(tài)，其中經(jīng)歷了五個轉(zhuǎn)動過程。每個過程為20度。
 
第四部分：外轉(zhuǎn)子無刷直流電機 看完了內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷直流電機的結(jié)構(gòu)，我們來看外轉(zhuǎn)子的。其區(qū)別就在于，外轉(zhuǎn)子電機將原來處于中心位置的磁鋼做成一片片，貼到了外殼上，電機運行時，是整個外殼在轉(zhuǎn)，而中間的線圈定子不動。外轉(zhuǎn)子無刷直流電機較內(nèi)轉(zhuǎn)子來說，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量要大很多(因為轉(zhuǎn)子的主要質(zhì)量都集中在外殼上)，所以轉(zhuǎn)速較內(nèi)轉(zhuǎn)子電機要慢，通常KV值在幾百到幾千之間。也是航模主要運用的無刷電機 順便啰嗦一下吧。無刷電機KV值定義為：轉(zhuǎn)速/V，意思為輸入電壓每增加1伏特，無刷電機空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速增加的轉(zhuǎn)速值。比如說，標稱值為1000KV的外轉(zhuǎn)子無刷電機，在11伏的電壓條件下，最大空載轉(zhuǎn)速即為：11000rpm(rpm的含義是：轉(zhuǎn)/分鐘)。 同系列同外形尺寸的無刷電機，根據(jù)繞線匝數(shù)的多少，會表現(xiàn)出不同的KV特性。繞線匝數(shù)多的，KV值低，最高輸出電流小，扭力大;繞線匝數(shù)少的，KV值高，最高輸出電流大，扭力小。我先前測試過穿越機2204電機的極限電流，單電機能彪上25A，而2212系列電機15A都上不了。 外轉(zhuǎn)子無刷直流電機的結(jié)構(gòu)
 
分析方法也和內(nèi)轉(zhuǎn)子電機類似，大家可以自己分析一下，根據(jù)右手螺旋定理判斷線圈的N/S極，轉(zhuǎn)子永磁體的N極與定子繞組的S極有對齊(吸引)的趨勢，轉(zhuǎn)子永磁體的S極與定子繞組的N極有對齊(吸引)的趨勢，從而驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動。 經(jīng)典無刷電機2212 1000kv電機結(jié)構(gòu)分析。
 
圖為DJI 2312S電機和XXD 2212電機的(解剖圖) 其結(jié)構(gòu)如下：定子繞組固定在底座上，轉(zhuǎn)軸和外殼固定在一起形成轉(zhuǎn)子，插入定子中間的軸承。
 
圖為xxd2212線圈拆解圖
 
圖為12繞組14極(即7對極)，電機繞組繞發(fā)圖 后面畫出了6種兩相通電的情形，可以看出，盡管繞組和磁極的數(shù)量可以有許多種變化，但從電調(diào)控制的角度看，其通電次序其實是相同的，也就是說，不管外轉(zhuǎn)子還是內(nèi)轉(zhuǎn)子電機，都遵循AB->AC->BC->BA->CA->CB的順序進行通電換相。當(dāng)然，如果你想讓電機反轉(zhuǎn)的話，電子方法是按倒過來的次序通電;物理方法直接對調(diào)任意兩根線，假設(shè)A和B對調(diào)，那么順序就是BA->BC->AC->AB->CB->CA，大家有沒有發(fā)現(xiàn)這里順序就完全倒過來了。

AB相通電

AC相通電

BC相通電

BA相通電

CA相通電

CB相通電
要說明一下的是，由于每根引出線同時接入兩個繞組，所以電流是分兩路走的。這里為使問題盡量簡單化，下面幾個圖中只畫出了主要一路的電流方向，還有一路電流未畫出，另一路電流的具體情況放在后面進行分析，涉及到電路檢測換相位置。