教你了解无刷电机的工作原理

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小伙伴们，好久不见哈，无刷电机是航模/无人机动力系统的重要组成部分，所以了解它是怎么工作的很有必要，这篇我们主要讲解下它的工作原理，然后在下篇会讲到无刷电机的重要参数：
首先，什么是无刷电机呢？它是和有刷电机做对比，因为不像有刷电机一样带着碳刷，才起的这个名字
无刷电机的结构：它由定子和转子2部分组成，跟字面意思一样，定子就是固定的部分，转子是需要转动的部分，如下图：无刷电机的转子上面贴的是永磁铁，定子是线圈绕组




那无刷电机怎么工作呢？无刷电机分为2种，一种是内转子，一种是外转子，航模/无人机上用的通常都是外转子类型的无刷电机，我们就以外转子无刷电机为例，讲一下无刷电机是怎么工作的：
①首先给无刷电机定子上的线圈通电，学过初中物理我们知道，通电的线圈会产生磁场，就像个磁铁一样，会有N极和S极，然后转子上的磁铁就会和线圈产生吸引或排斥，这样转子就会转动




②怎么让转子持续转动呢？如果线圈上产生的磁场的N极和S极一直保持不动，转子最终会停下来，就像2个磁铁吸在一起，所以我们需要让定子上线圈的N极和S极时刻变化，转子一直追着跑，又追不到，所以就停不下来，举个大家常用的例子：就好比有头蠢驴，前面挂着一个胡萝卜，一直往前走，但就是吃不着


③虽然是蠢驴和胡萝卜的道理，但是定子上的线圈怎么才能和转子保持恰当的距离，吸引着转子上的永磁铁，而又不会被转子追上呢？～～这时候我们就要拿出另外一个东西了，叫位置传感器，这个传感器能实时监测到转子上永磁铁的位置，然后把情况告诉给电机的控制器，让控制器改变这个永磁铁附近线圈的N，S极，这样转子就像蠢驴追着胡萝卜跑，一直追不到，也就一直停不下来。常用的位置传感器有霍尔元件，编码器等，其中霍尔元件属于磁敏式传感器




④结语：我们航模/无人机用的电机其实是没有内置传感器的，原因是为了减轻电机重量，以及降低零件的复杂程度，然后我们把这个检测任务就交给了电调，之后我会在讲解电调的文章中讲到这些问题
给大家留个小问题，你知道为什么我们的飞机上电后，电机会先小幅度晃动几下，然后才停在那里吗？欢迎大家留言区评论，我是爱科普的郭帅，拜拜喽，我们下次见。