我很自然地認為大部分人都不熟悉機電控制系統。為此我召開了幾次座談會，這真是有點費勁的事情。

但是我認為我有義務就這個話題培訓其他人，因為我很少看到高校課程除了簡單介紹控制理論之外再做其它講解。我的目標是深入淺出地介紹無刷直流電機。

所有電機都有個概念叫做“換向”，說的是切換電流(用某種方式)以便移動物理轉軸的過程。當電流流經線圈時轉軸就會移動，從而產生磁場(一般來說，是由永磁體產生的)，這個磁場與原有磁場可能相斥，可能相吸。該力導致轉子(電機的運動部分)相對于定子(電機的靜止部分)而言發生運動。

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磁體是換向的一個很好的類比。當把兩個磁體放在桌子上同極相對時，它們會相互排斥。當兩個同極距離足夠遠后，它們將停止移動。如果把一個磁體靠近第二個磁體，第二個磁體也會因同性相斥被推遠。如果繼續這樣做，磁體將持續移動，這就是換向的線性示例。

有刷直流電機實行機械換向，這意味著電機的物理結構實際上會導致電機換向。電刷與換向器接觸，隨著電機旋轉，電流通過電機線圈，將會使極性交替。這允許定子永磁體產生的磁場，始終與轉子產生的磁場相反，因而總能產生力。機械換向表示有刷直流電機只需在電機繞組上施加一些電壓即可旋轉，如圖 1所示。

圖 1. 有刷直流電機結構

很多讀者在看到本文的標題后很可能正處于迷惑中，因為到現在為止我還沒有談及無刷直流電機。不過，為了解釋“無刷”，我需要首先解釋電刷用在什么地方。

無刷電機的起源從頭來講也是比較簡單的：大部分有刷直流電機的問題都來自于電刷。電刷可能打火花、磨損、產生很強的噪音并產生很大一部分功耗，導致速度被嚴重限制，且不容易冷卻。這意味著您不能在任何易燃物周圍、需要長使用壽命、靜音或高效率的應用條件下、在任何高速或高功耗系統中使用有刷直流電機。這都是電刷顯著的缺點，取消電刷就可以解決這些問題，但是不好的地方是同時消除了機械換向。

缺乏機械換向會造成其它問題，因為電機需要換向。無刷電機使用電氣換向，聽起來很神奇嗎？這種換向方式下，您需要確保電機中的電流始終

產生一個可以移動轉子的磁場。但是看看圖 2，您需要先知道轉子在哪里，才能考慮如何施加電流來移動轉子。