现代无刷直流电机
由于半导体电子学的重大进步和制造强大的钕磁铁的技术，无刷直流电机在今天得到广泛使用。它们用于洗衣机、吸尘器、风扇、无人机等。
尽管早在 19 世纪初就表达了无刷电机工作原理的想法，但它一直等到半导体时代开始，当时技术已准备好实际实施这个有趣而高效的概念，让无刷直流电机能够像今天一样走得更远。 ……
在英文版中，它们被称为这种类型的引擎 BLDC 电机 — 无刷直流电机 — 无刷直流电机。电机转子包含 永久磁铁，工作绕组位于定子上，即 BLDC 电机装置与经典有刷电机完全相反。 BLDC 电机由称为 ESC——电子调速器 — 电子巡航控制。
电子调节，效率高
电子调节器允许平滑地改变提供给无刷电机的电能。与简单版本的电阻调速器不同，电阻调速器只是通过将电阻负载与电机串联来限制功率，从而将多余的功率转化为热量，而电子速度控制可提供显着更高的效率，而不会浪费所输送的电能来产生不必要的热量。 ..
无刷直流电机可分类为 自同步同步电动机，其中需要定期维护的火花节点已完全关闭 - 集电极…收集器的功能由电子设备接管，因此产品的整体设计大大简化并变得更加紧凑。
电刷实际上被电子开关所取代，其中的损耗比机械开关要小得多。转子上强大的钕磁铁可在轴上产生更大的扭矩。而且这样的发动机比它的收集器前身加热得更少。
结果，发动机的效率最好，每公斤重量的功率更高，加上相当宽的转子速度调节范围，几乎完全没有产生无线电干扰。在结构上，这种类型的发动机很容易适应在水中和腐蚀性环境中工作。
电子控制单元是无刷直流电机中非常重要且昂贵的部件，但又不能没有。发动机从该装置接收动力，其参数同时影响发动机在负载下能够产生的速度和功率。
即使不需要调整转速，也还是需要一个电控单元，因为它不仅承载了控制功能，还有电源组件。我们可以说 ESC 是 异步交流电机的频率控制器专为驱动和控制无刷直流电机而设计。
BLDC电机控制
要了解如何控制 BLDC 电机，我们首先要记住换向器电机的工作原理。其核心 框架在磁场中通电旋转的原理.
每次带电流的框架旋转并找到平衡位置时，换向器（压在集电器上的电刷）改变电流通过框架的方向，框架继续运行。随着框架从一个杆移动到另一个杆，这个过程被重复。只有在集电电机中有很多这样的框架，并且有几对磁极，这就是为什么有刷集电器包含的触点不是两个，而是多个。
ECM 做同样的事情。一旦转子必须离开平衡位置，它就会反转磁场的极性。只有控制电压不提供给转子，而是提供给定子绕组，这是在正确的时间（转子相位）借助半导体开关完成的。
很明显，必须在正确的时间为无刷电机的定子绕组提供电流，即当转子处于某个已知位置时。为此，请使用以下方法之一。第一个基于转子位置传感器，第二个是通过测量当前未通电的其中一个线圈的 EMF。
传感器有磁性和光学两种，最受欢迎的是磁性传感器 霍尔效应……第二种方法（基于 EMF 测量）虽然有效，但无法在低速和启动时进行精确控制。另一方面，霍尔传感器可在所有模式下提供更精确的控制。三相 BLDC 电机中有三个这样的传感器。
不带转子位置传感器的电机适用于电机无轴负载（风机、螺旋桨等）启动的情况。如果在负载下启动，则需要带有转子位置传感器的电机。两种选择都有其优点和缺点。
带有传感器的解决方案变成了更方便的控制，但如果至少一个传感器出现故障，则必须拆卸发动机，此外，传感器需要单独的电线。在无传感器版本中，不需要特殊电线，但在启动期间转子会来回摆动。如果这是不可接受的，则有必要在系统中安装传感器。
转子和定子，相数
BLDC 电机的转子可以在外部或内部，定子分别在内部或外部。定子由导磁材料制成，齿数除以相数。转子可以不一定由导磁材料制成，但必须具有牢固地附接到其上的磁体。
磁铁越强，可用扭矩越大。定子齿数不应等于转子磁铁数。最小齿数等于控制相数。
大多数现代无刷直流电机都是三相的，只是为了简化设计和控制。与交流感应电机一样，三相绕组在这里通过“三角形”或“星形”连接到定子。
这种没有转子位置传感器的电机有 3 根电源线，而有传感器的电机有 8 根线：两根额外的线用于为传感器供电，三根用于传感器的信号输出。
低速外转子电机每相具有大量磁极（因此也有齿数），以获得角频率明显低于控制电流频率的旋转。但即使是高速三相电机，齿数小于9的也通常不用。