現代無刷直流電機
由於半導體電子學的重大進步和製造強大的釹磁鐵的技術，無刷直流電機在今天得到廣泛使用。它們用於洗衣機、吸塵器、風扇、無人機等。
儘管早在 19 世紀初就表達了無刷電機工作原理的想法，但它一直等到半導體時代開始，當時技術已準備好實際實施這個有趣而高效的概念，讓無刷直流電機能夠像今天一樣走得更遠。 ……
在英文版中，它們被稱為這種類型的引擎 BLDC 電機 — 無刷直流電機 — 無刷直流電機。電機轉子包含 永久磁鐵，工作繞組位於定子上，即 BLDC 電機裝置與經典有刷電機完全相反。 BLDC 電機由稱為 ESC——電子調速器 — 電子巡航控制。
電子調節，效率高
電子調節器允許平滑地改變提供給無刷電機的電能。與簡單版本的電阻調速器不同，電阻調速器只是通過將電阻負載與電機串聯來限制功率，從而將多餘的功率轉化為熱量，而電子速度控制可提供顯著更高的效率，而不會浪費所輸送的電能來產生不必要的熱量。 ..
無刷直流電機可分類為 自同步同步電動機，其中需要定期維護的火花節點已完全關閉 - 集電極…收集器的功能由電子設備接管，因此產品的整體設計大大簡化並變得更加緊湊。
電刷實際上被電子開關所取代，其中的損耗比機械開關要小得多。轉子上強大的釹磁鐵可在軸上產生更大的扭矩。而且這樣的發動機比它的收集器前身加熱得更少。
結果，發動機的效率最好，每公斤重量的功率更高，加上相當寬的轉子速度調節範圍，幾乎完全沒有產生無線電干擾。在結構上，這種類型的發動機很容易適應在水中和腐蝕性環境中工作。
電子控制單元是無刷直流電機中非常重要且昂貴的部件，但又不能沒有。發動機從該裝置接收動力，其參數同時影響發動機在負載下能夠產生的速度和功率。
即使不需要調整轉速，也還是需要一個電控單元，因為它不僅承載了控制功能，還有電源組件。我們可以說 ESC 是 異步交流電機的頻率控制器專為驅動和控制無刷直流電機而設計。
BLDC電機控制
要了解如何控制 BLDC 電機，我們首先要記住換向器電機的工作原理。其核心 框架在磁場中通電旋轉的原理.
每次帶電流的框架旋轉並找到平衡位置時，換向器（壓在集電器上的電刷）改變電流通過框架的方向，框架繼續運行。隨著框架從一個桿移動到另一個桿，這個過程被重複。只有在集電電機中有很多這樣的框架，並且有幾對磁極，這就是為什麼有刷集電器包含的觸點不是兩個，而是多個。
ECM 做同樣的事情。一旦轉子必須離開平衡位置，它就會反轉磁場的極性。只有控制電壓不提供給轉子，而是提供給定子繞組，這是在正確的時間（轉子相位）借助半導體開關完成的。
很明顯，必須在正確的時間為無刷電機的定子繞組提供電流，即當轉子處於某個已知位置時。為此，請使用以下方法之一。第一個基於轉子位置傳感器，第二個是通過測量當前未通電的其中一個線圈的 EMF。
傳感器有磁性和光學兩種，最受歡迎的是磁性傳感器 霍爾效應……第二種方法（基於 EMF 測量）雖然有效，但無法在低速和啟動時進行精確控制。另一方面，霍爾傳感器可在所有模式下提供更精確的控制。三相 BLDC 電機中有三個這樣的傳感器。
不帶轉子位置傳感器的電機適用於電機無軸負載（風機、螺旋槳等）啟動的情況。如果在負載下啟動，則需要帶有轉子位置傳感器的電機。兩種選擇都有其優點和缺點。
帶有傳感器的解決方案變成了更方便的控制，但如果至少一個傳感器出現故障，則必須拆卸發動機，此外，傳感器需要單獨的電線。在無傳感器版本中，不需要特殊電線，但在啟動期間轉子會來回擺動。如果這是不可接受的，則有必要在系統中安裝傳感器。
轉子和定子，相數
BLDC 電機的轉子可以在外部或內部，定子分別在內部或外部。定子由導磁材料製成，齒數除以相數。轉子可以不一定由導磁材料製成，但必須具有牢固地附接到其上的磁體。
磁鐵越強，可用扭矩越大。定子齒數不應等於轉子磁鐵數。最小齒數等於控制相數。
大多數現代無刷直流電機都是三相的，只是為了簡化設計和控制。與交流感應電機一樣，三相繞組在這里通過“三角形”或“星形”連接到定子。
這種沒有轉子位置傳感器的電機有 3 根電源線，而有傳感器的電機有 8 根線：兩根額外的線用於為傳感器供電，三根用於傳感器的信號輸出。
低速外轉子電機每相具有大量磁極（因此也有齒數），以獲得角頻率明顯低於控制電流頻率的旋轉。但即使是高速三相電機，齒數小於9的也通常不用。