电机旋转的原理我们先说说电机的基本原理。基本的可以直接跳过。
大家小时候都玩过磁铁吧？异性极相互吸引，两块磁铁一靠近“啪”的一声就撞在了一起。
现在，假设你的手快得足以让一个磁铁在前面疯狂诱惑你，那么另一个磁铁会一直跟着你。
手拿一块磁铁画一个圈，另一块磁铁跟着你转圈。
以上是电机旋转的基本原理。只是前面用来引诱的“磁铁”并不是真正的磁铁，而是线圈通电时产生的磁场。
1.无刷DC电机介绍无刷DC电机，简称BLDC(
B
冲
l
字母s
D
直接
C
电流马达).电机的定子(静止部分)是一个线圈或绕组。转子(旋转部分)是永久磁铁，也就是磁铁。根据转子的位置，用单片机控制每个线圈的通电，使线圈产生的磁场发生变化，从而不断引诱前面的转子，使转子转动。这就是无刷DC电机的旋转原理。我们再深入一点。
2.无刷DC电机的基本工作原理。无刷DC电机的结构
让我们从最基本的线圈开始。
如下图。线圈可以理解为像弹簧一样生长的东西。根据初中学过的右手螺旋法则，当电流从线圈的顶部流向底部时，线圈的极性为N，线圈的极性为S.
现在再弄一个这样的线圈。然后摆弄位置。这样，如果电流通过，就像有两个电磁铁。
再弄一个，就可以组成电机的三相绕组了。
加上由永磁体制成的转子，这是一个无刷DC电机。
2.2.无刷DC电机的电流换向电路
无刷DC电机只使用DC，不使用电刷，因为有一个外部电路来控制其线圈的通电。这个电流换向电路最重要的元件是FET(场效应晶体管，
F
现场-
E
效果
T
ransitor).场效应晶体管可以看作是一个开关。下图中的FET标记为at(a相顶部)、ab(a相底部)、BT、BB、CT和CB。场效应管的“开关”由单片机控制。
2.3.无刷DC电机的电流换向过程
场效应管的“开关”时序由单片机控制。最常用的电流换相方式是六步换相，翻译过来就是“六步换相”。现在建立一个坐标系。下表显示了六步反转过程。
2.4.无刷DC电机的转子是如何旋转的？
它依靠六步换向产生旋转磁场，在转子前方不断被诱惑。就像文章开头那个拿着磁铁画圈的手一样。如果看合成磁场的方向和转子的位置，就一目了然了。
你看，合成磁场的S极一直等在转子的N极前面。
只要给线圈通电的时机把握得好，产生的磁场方向始终领先于转子的位置，转子就会一直跟随。
3.如何确定减刑时机？如上所述，控制转子旋转的关键是在转子旋转到合适的角度时，使通过线圈的电流反向，从而改变产生的磁场方向，吸引转子，使转子旋转。
应该如何把握电流换相的时机？也就是我怎么知道转子现在转到哪里了？不知道转子在哪里，就不知道该接通哪两相的电。
其实判断转子位置的方法有很多种，有没有传感器都可以。先说传感器。通常，传感器是霍尔传感器。
3.1.用传感器确认转子位置。
霍尔传感器
霍尔传感器可以通过霍尔效应检测磁场强度的变化。根据高中物理学到的左手定则(用来判断带电导体在磁场中的受力方向)，在霍尔传感器所在的回路中，磁场使带电粒子的运动发生偏转，带电粒子“撞”向霍尔传感器的两侧，产生电位差。这时可以在霍尔传感器的两侧连接一个电压表来检测这个电压的变化，从而检测出磁场强度的变化。原理如下图所示。
3.1.2.霍尔传感器如何得到转子的位置？
利用霍尔传感器，可以大致知道转子的位置。霍尔传感器通常每隔120度或60度安装一次。假设每隔120安装以下设备。
假设转子的N极穿过霍尔传感器的感应区域，霍尔传感器的输出电压为高(一般为5V)。否则就是低。
根据HA、HB和HC的水平，可以知道转子位置的角度。比如HA高，HB低，HC低，就可以知道转子在180-240度。
电角
(电角度和实际机械角度之间的关系等。).当使用3个霍尔传感器时，分辨率为60度电角度。也就是说，我只能知道转子的位置在60度电角度的范围内，但我们不知道具体是多少度。
3.1.3.电角度和机械角度的关系
虽然在这里插这么一点小知识有点奇怪，但我还是觉得很有必要，因为我在学习的时候没理解好。这里以霍尔传感器为例可能更容易理解。
机械角度是电机转子实际转动的角度。
电角度和机械角度之间的关系与转子的极数有关。
因为实际上线圈产生的磁场会吸引转子的磁极。所以对于电机的旋转控制，我们只关心电角度。
电角度=极数x机械角度
3.2.无传感器估算转子位置的方法
这个坑有点大，我先跳过这个回答。
4.无刷DC电机4.4的转速和旋转方向。如何控制无刷DC电机的旋转方向？
只需改变电流换向的顺序。让线圈合成的磁场反方向旋转。
4.5.如何控制无刷DC电机的速度？
线圈两端的电压越大，通过线圈的电流越大，产生的磁场越强，转子旋转越快。
因为连接的电源是DC，所以我们通常使用PWM(
P
ulse
W
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M
控制线圈两端电压的损耗(脉宽调制)。PWM的简单原理如下。
因此，当无刷DC电机通电时，单片机产生的PWM不断控制FET的开关，可以使线圈反复处于通电和断电状态。通电时间长(占空比大)，线圈两端等效电压大，产生的磁场强度强，转子旋转快；通电时间短(占空比小)，线圈两端等效电压小，产生的磁场强度弱，转子转动缓慢。
PWM波形连接到FET的栅极，以控制FET的打开和关闭。假设栅极上的电压高，FET闭合并导通；当栅极上的电压较低时，FET关断且不通电。
而且同一相的上下场效应管必须由反相的PWM波形控制，防止上下场效应管同时导通，导致上下电流相同而不通过电机，造成短路。控制FET的PWM波形如下。
总结起来，无刷DC电机有三个关键点：
绕组电流的换向顺序。电流的换向顺序决定了线圈产生的磁场的旋转方向，从而决定了转子的旋转方向。
霍尔传感器或其他装置用于估计永磁转子的位置，该位置用于确定电流何时换向。
单片机产生的PWM波形用来控制电机绕组的通电时间控制转子的转速。
