我很自然地认为大部分人都不熟悉机电控制系统。为此我召开了几次座谈会，这真是有点费劲的事情。

但是我认为我有义务就这个话题培训其他人，因为我很少看到高校课程除了简单介绍控制理论之外再做其它讲解。我的目标是深入浅出地介绍无刷直流电机。

所有电机都有个概念叫做“换向”，说的是切换电流(用某种方式)以便移动物理转轴的过程。当电流流经线圈时转轴就会移动，从而产生磁场(一般来说，是由永磁体产生的)，这个磁场与原有磁场可能相斥，可能相吸。该力导致转子(电机的运动部分)相对于定子(电机的静止部分)而言发生运动。

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磁体是换向的一个很好的类比。当把两个磁体放在桌子上同极相对时，它们会相互排斥。当两个同极距离足够远后，它们将停止移动。如果把一个磁体靠近第二个磁体，第二个磁体也会因同性相斥被推远。如果继续这样做，磁体将持续移动，这就是换向的线性示例。

有刷直流电机实行机械换向，这意味着电机的物理结构实际上会导致电机换向。电刷与换向器接触，随着电机旋转，电流通过电机线圈，将会使极性交替。这允许定子永磁体产生的磁场，始终与转子产生的磁场相反，因而总能产生力。机械换向表示有刷直流电机只需在电机绕组上施加一些电压即可旋转，如图 1所示。

图 1. 有刷直流电机结构

很多读者在看到本文的标题后很可能正处于迷惑中，因为到现在为止我还没有谈及无刷直流电机。不过，为了解释“无刷”，我需要首先解释电刷用在什么地方。

无刷电机的起源从头来讲也是比较简单的：大部分有刷直流电机的问题都来自于电刷。电刷可能打火花、磨损、产生很强的噪音并产生很大一部分功耗，导致速度被严重限制，且不容易冷却。这意味着您不能在任何易燃物周围、需要长使用寿命、静音或高效率的应用条件下、在任何高速或高功耗系统中使用有刷直流电机。这都是电刷显著的缺点，取消电刷就可以解决这些问题，但是不好的地方是同时消除了机械换向。

缺乏机械换向会造成其它问题，因为电机需要换向。无刷电机使用电气换向，听起来很神奇吗？这种换向方式下，您需要确保电机中的电流始终

产生一个可以移动转子的磁场。但是看看图 2，您需要先知道转子在哪里，才能考虑如何施加电流来移动转子。