直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率高、調(diào)速性能好，直流永磁電動(dòng)機(jī)又有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，但電機(jī)中的電刷換向器存在火花、無(wú)線電干擾、噪聲，因磨損而壽命短，使直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用受到很大限制。近年來(lái)功率電子器件的迅速發(fā)展使得采用電子開關(guān)代替換向器成為現(xiàn)實(shí)，無(wú)刷直流永磁電動(dòng)機(jī)才得以迅速發(fā)展。

有電刷直流永磁電動(dòng)機(jī)工作原理還是基于通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的原理，而無(wú)刷直流永磁電動(dòng)機(jī)的工作原理則不同，是靠定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)間的作用力拉動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的。定子的基本結(jié)構(gòu)類似交流三相電機(jī)，三個(gè)線圈繞組由電子開關(guān)元件按規(guī)律接通直流電源形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而拉動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

ABC三組線圈的連接方式也與交流電機(jī)的三相線圈一樣，有星形接法與三角形接法，圖1下左是星形接法，圖1下右是三角形接法。

當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到60度時(shí)，開關(guān)管BG2與BG6導(dǎo)通時(shí)，電流由B組線圈進(jìn)C組線圈出，形成的磁場(chǎng)方向順時(shí)針轉(zhuǎn)到120度，轉(zhuǎn)子也隨之轉(zhuǎn)到120度，見(jiàn)圖8左。

當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到120度時(shí)，開關(guān)管BG2與BG4導(dǎo)通時(shí)，電流由B組線圈進(jìn)4組線圈出，形成的磁場(chǎng)方向順時(shí)針轉(zhuǎn)到180度，轉(zhuǎn)子也隨之轉(zhuǎn)到180度，見(jiàn)圖8右。

當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到180度時(shí)，開關(guān)管BG3與BG4導(dǎo)通時(shí)，電流由C組線圈進(jìn)A組線圈出，形成的磁場(chǎng)方向順時(shí)針轉(zhuǎn)到240度，轉(zhuǎn)子也隨之轉(zhuǎn)到240度，見(jiàn)圖9左。

當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到240度時(shí)，開關(guān)管BG3與BG5導(dǎo)通時(shí)，電流由C組線圈進(jìn)B組線圈出，形成的磁場(chǎng)方向順時(shí)針轉(zhuǎn)到300度，轉(zhuǎn)子也隨之轉(zhuǎn)到300度，見(jiàn)圖9右。

當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到300度時(shí)，將回到初始狀態(tài)，開關(guān)管BG1與BG5導(dǎo)通，電流由A組線圈進(jìn)B組線圈出，磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)回0度，轉(zhuǎn)子也轉(zhuǎn)回0度，完成一周旋轉(zhuǎn)，見(jiàn)圖7左。

如果需要電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，將以上一周的六個(gè)開關(guān)狀態(tài)順序反過(guò)來(lái)執(zhí)行即可，當(dāng)然開始反轉(zhuǎn)的開關(guān)狀態(tài)必須與正轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)的開關(guān)狀態(tài)相銜接，而且要有緩沖時(shí)間。

以上控制方式在任何時(shí)間都是兩相線圈導(dǎo)通，一周內(nèi)有六種狀態(tài)，故稱之為“二相導(dǎo)通星形三相六狀態(tài)”，是一種常用的控制方式。

在后面我們可通過(guò)動(dòng)畫更直觀的看到轉(zhuǎn)子隨磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程。

控制器是如何知道轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到該切換的位置呢，這就靠轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置，目前主要采用光電器件或霍爾元件進(jìn)行位置檢測(cè)。在此我們介紹一下光電傳感元件，圖10是光電開關(guān)元件，左邊是透射式光電開關(guān)，右邊是反射式光電開關(guān)，都是由發(fā)光二極管與光敏三極管組成，一般封裝在一個(gè)模塊里。

在透射式光電開關(guān)里，發(fā)光二極管發(fā)出的光線照到光敏三極管使之導(dǎo)通，當(dāng)有物體在兩者之間隔斷光線時(shí)光敏三極管截止，這樣就可以檢測(cè)到通過(guò)光電開關(guān)的物體了。

在反射式光電開關(guān)里，發(fā)光二極管發(fā)出的光線經(jīng)物體反射到光敏三極管使之導(dǎo)通，沒(méi)有物體在附近時(shí)光敏三極管截止，這樣就可以檢測(cè)到經(jīng)過(guò)光電開關(guān)旁的物體了。

近年來(lái)流行無(wú)位置檢測(cè)裝置的無(wú)刷直流永磁電動(dòng)機(jī)，可使電機(jī)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，運(yùn)行更可靠，一般是通過(guò)以下方法來(lái)獲取轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)：利用線圈產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)變化來(lái)獲取轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)；通過(guò)檢測(cè)導(dǎo)通線圈的續(xù)流二極管狀態(tài)來(lái)獲取轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)；還有其他方法。相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)參閱有關(guān)資料。

圖12是六槽無(wú)刷直流永磁電動(dòng)機(jī)模型的結(jié)構(gòu)示意圖。