直流无刷风扇课程01(无刷原理说明)课品
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无刷直流电机原理(个人整理版)PPT课件
3.5反电动势
3.工作原理 BLDC 电机转动时，每个绕组都会产生叫做反电动势的电压，根据 楞次定律，其方向与提供给绕组的主电压相反。这一反电动势的极性与励 磁电压相反。反电动势主要取决于三个因素：
转子角速度
转子磁体产生的磁场
定子绕组的匝数
电机设计完毕后，转子磁场和定子绕组的匝数都是固定的。唯一决 定反电动势的因素就是角速度，或者说转子转速，随着转子转速的提高， 反电动势也随之增加。反电动势常数可用于估计给定转速下的反电动势。
定、转子磁芯均由高频导磁材 料(如软磁铁氧体)制成。
定子有6个级，间隔的三个极 为同一绕组，接高频电源，作为 励磁极，其他为感应极，作为输 出端。
电机运行时，输入绕组中通以 高频激磁电流，当转子扇形磁芯 处在输出绕组下面时，输入和输 出绕组通过定、转子磁芯耦合， 输出绕组中则感应出高频信号， 经滤波整形和逻辑处理后，即可 控制逆变器开关管。
1. 线性型 2. 开关型 3. 锁存型
2.5.4旋转变压器
2.结构构成 旋转变压器的输出电压与转子转角呈一定的函数关系，它又是一种精密测位用的 机电元件，在伺服系统、数据传输系统和随动系统中也得到了广泛的应用。 这种变压器的原、副边绕组分别装在定、转子上。原、副边绕组之间的电磁耦合 程度由转子的转角决定，意味着：转子绕组的输出电压大小及相位必然与转子的转 角有关。
我们把这种利用电子电路来实现电枢绕组内电流变化的物理过程称为电子换向 （相）或“换流”。每“换流”一次，定子磁状态就改变一次，连续不断地“换流”， 就会在工作气息内产生一个跳跃式的旋转磁场。
1.3无刷直流电机与有刷直流电机比较
1.特点应用
特性
无刷直流电机
换向器 寿命
基于霍尔传感器的电子换向 较长
图文讲解无刷直流电机的工作原理
图文讲解无刷直流电机的工作原理导读：无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。
电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。
它的应用非常广泛，在很多机电一体化设备上都有它的身影。
什么是无刷电机？无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。
由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。
中小容量的无刷直流电动机的永磁体，现在多采用高磁能级的稀土钕铁硼（Nd-Fe-B）材料。
因此，稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。
无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。
它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于高档录音座、录像机、电子仪器及自动化办公设备中。
无刷直流电动机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。
位置传感按转子位置的变化，沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流（即检测转子磁极相对定子绕组的位置，并在确定的位置处产生位置传感信号，经信号转换电路处理后去控制功率开关电路，按一定的逻辑关系进行绕组电流切换）。
定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。
位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型。
采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机，其磁敏传感器件（例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或专用集成电路等）装在定子组件上，用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。
采用光电式位置传感器的无刷直流电动机，在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件，转子上装有遮光板，光源为发光二极管或小灯泡。
转子旋转时，由于遮光板的作用，定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号。
采用电磁式位置传感器的无刷直流电动机，是在定子组件上安装有电磁传感器部件（例如耦合变压器、接近开关、LC谐振电路等），当永磁体转子位置发生变化时，电磁效应将使电磁传感器产生高频调制信号（其幅值随转子位置而变化）。
无刷直流电机运行原理与基本控制方法课件
t
T4 T4 T6 T6 T2 T2 T4
0 60 120 180 240 300 360 420
HALL状态 101 100 110 010 011 001
导通功率管 T4 T4
T6
T6
T2
T2
33
无刷直流电机的制动控制
T1
T3
T5
T1
T3
T5
D1
20
无刷直流电机的电路模型
Halla
ea
t
Hallb
eb
t
Hallc
ec
t
101 100 110 010 011 001 101
PWM a
t
ia
t
PWM b
t
ib
t
PWM c
t
T1T6 T1T2 T3T2 T3T4 T5T4 T5T6 T1T6
ic
t
T1T6 T1T2 T3T2 T3T4 T5T4 T5T6 T1T6
30％ 18.5％ 33.8％ 42.4%
30％
37.5 ％
15.4 ％
42.4 %
无刷直流电机的换流模式
（1）采用pwm-on方式时，下桥换相和上桥换相的换相转矩脉动相等，且最小；非换 向相电流脉动也是最小的； （2）采用on-pwm方式时，下桥和上桥换相转矩脉动相等且比pwm-on方式大，非换向 相电流脉动也比pwm-on方式时大。 （3）采用H_pwm-L_on方式时，下桥换相转矩脉动和非换向相电流脉动大且与on-pwm 方式时的转矩脉动和电流脉动相等，上桥换相转矩脉动和非换向相电流脉动小且与 pwm-on方式时的转矩脉动和电流脉动相等。 （4）采用H_on-L_pwm方式时，下桥换相转矩脉动和非换向相电流脉动小且与pwm-on 方式时的转矩脉动和电流脉动相等，上桥换相转矩脉动和非换向相电流脉动大且与 on-pwm方式时的转矩脉动和电流脉动相等。 （5）采用H_pwm-L_pwm方式时，换相转矩脉动最大且非换向相电流脉动也最大。
《无刷直流电机》课件
维护与成本
无刷直流电机结构简单，维护成本较低，而交流电机结构复杂，维护 成本较高。
与永磁同步电机的比较
磁场结构
无刷直流电机采用电子换向，没有永磁同步电机的永磁体，因此 磁场结构不同。
调速性能
永磁同步电机具有较高的效率和转矩密度，但调速范围较窄；而无 刷直流电机调速范围广，适用于多种应用场景。
成本与维护
可靠性
总结词
无刷直流电机具有较高的可靠性，能够保证长期稳定运行。
详细描述
无刷直流电机采用电子换向技术，减少了机械磨损和故障，因此具有较高的可靠 性。此外，无刷直流电机还具有较长的使用寿命和较低的维护成本，这使得它在 需要高可靠性的应用中成为理想选择，如医疗器械、军事装备等领域。
04
无刷直流电机的驱动控制
无刷直流电机的成本和维护相对较低，而永磁同步电机由于使用了 永磁材料，成本较高，但具有更高的效率和性能。
感谢您的观看
THANKS
05
无刷直流电机的发展趋势 与挑战
技术发展趋势
1 2 3
高效能化
随着技术的进步，无刷直流电机在效率、功率密 度和可靠性方面不断提升，以满足更广泛的应用 需求。
智能化控制
通过引入先进的控制算法和传感器技术，实现无 刷直流电机的智能化控制，提高其性能和稳定性 。
集成化设计
将无刷直流电机与其他部件（如驱动器、传感器 等）集成在一起，简化系统结构，降低成本。
详细描述
无刷直流电机采用先进的电子换向技术，避免了传统直流电 机机械换向器的损耗，因此具有更高的效率和功率密度。这 使得无刷直流电机在需要高效率和高功率密度的应用中表现 出色，如电动工具、电动车等领域。
调速性能
总结词
无刷直流电机具有优良的调速性能，可满足不同应用需求。
无刷直流电机结构简单，维护成本较低，而交流电机结构复杂，维护 成本较高。
与永磁同步电机的比较
磁场结构
无刷直流电机采用电子换向，没有永磁同步电机的永磁体，因此 磁场结构不同。
调速性能
永磁同步电机具有较高的效率和转矩密度，但调速范围较窄；而无 刷直流电机调速范围广，适用于多种应用场景。
成本与维护
可靠性
总结词
无刷直流电机具有较高的可靠性，能够保证长期稳定运行。
详细描述
无刷直流电机采用电子换向技术，减少了机械磨损和故障，因此具有较高的可靠 性。此外，无刷直流电机还具有较长的使用寿命和较低的维护成本，这使得它在 需要高可靠性的应用中成为理想选择，如医疗器械、军事装备等领域。
04
无刷直流电机的驱动控制
无刷直流电机的成本和维护相对较低，而永磁同步电机由于使用了 永磁材料，成本较高，但具有更高的效率和性能。
感谢您的观看
THANKS
05
无刷直流电机的发展趋势 与挑战
技术发展趋势
1 2 3
高效能化
随着技术的进步，无刷直流电机在效率、功率密 度和可靠性方面不断提升，以满足更广泛的应用 需求。
智能化控制
通过引入先进的控制算法和传感器技术，实现无 刷直流电机的智能化控制，提高其性能和稳定性 。
集成化设计
将无刷直流电机与其他部件（如驱动器、传感器 等）集成在一起，简化系统结构，降低成本。
详细描述
无刷直流电机采用先进的电子换向技术，避免了传统直流电 机机械换向器的损耗，因此具有更高的效率和功率密度。这 使得无刷直流电机在需要高效率和高功率密度的应用中表现 出色，如电动工具、电动车等领域。
调速性能
总结词
无刷直流电机具有优良的调速性能，可满足不同应用需求。
无刷直流电机简介PPT课件
图十一 增加辅助齿槽示意图作用： 在一个转子旋转周期内， 齿槽数增多导致齿槽转矩的变化频率增加， 进而增大了谐波次数， 谐波次数增大导致谐波振幅变小， 最终消弱齿槽转矩。
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方法三：无铁芯法
作用： 铁芯使用注塑结构，使气隙磁导率约等于铁 心磁导率，从根本上消除齿槽效应。
图十二 无铁芯法示意图
（2）机械转矩波动 机械转矩波动的主要成因是齿槽效应的存在，由于齿槽使得气隙磁场
分布不均，从而产生齿槽转矩。需从机械结构优化入手：
方法一：斜槽法
定子斜槽以及转 子导条斜安装法 示意图
图十 斜槽法示意图 作用： 通过减小电机的倾斜因数，使其小于1，达到减小 转矩波动的目的。
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方法二：辅助齿槽法
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（1）电压方程
ua R 0 0 ia L M M ia ea 1
ub
0
R
0
ib
M
L
M
p
ib
eb
un
1
uc 0 0 R ic M M L ic ec 1
式中,ua、ub、uc ——三相绕组的端电压(V ) ia、ib、ic ——三相绕组的相电流(A ) ea、eb、ec ——三相绕组的反电势(V ) un ——中性点电压(V ) L ——相绕组自感( H ) M ——每两相绕组间的互感( H ) p ——微分算子,p =d/dt
说电流波形不可能是理想的方波，这时就会出现三种不同的情况。
第14页/共21页
已知： ib (ia ic ) ，换相期间三相反电动势幅值相等，且有： eA eC E, eB E
可以得出当A向C相过渡时，转矩大小为：
TAC
eAiA eBiB
直流无刷电机及其驱动技术教学教材
的位置。 由其输出的3位二进制编码去控制逆变器中6个功率管
的导通实现换相。
开关型霍尔传感器
霍尔元件+信号处理电路=霍尔பைடு நூலகம்感器 利用霍尔效应，当施加的磁场达到“动作点”时，OC门
输出低电压，称这种状态为“开”; 当施加磁场达到“释放点” 使OC门输出高电压，称其为
“关” 施密特触发器通过引入“磁场门限”消除振荡现象。
多对转子磁极时霍尔传感器的输出波形及编码
当转子为两对磁极时，如转子旋转一周即360度机械角度时霍尔 传感器输出两个周波即720度电角度。
机械角度是指电机转子的旋转角度,由Θm表示； 电角度是指磁场的旋转角度，由Θe表示。 当转子为一对极时，Θm=Θe；当转子为n对极时，Θe=nΘm。 例如，所示的BLDC 电机转子有两对磁极， 3个霍尔开关间隔60
的方向运动, 如此反复, 就产生了定子磁势与 转子磁势相差60-120度，平均90度的关系。
力矩的波动
换相转矩脉动：每次换相时，由于绕组电感的作用电流不 能突变，电流的过渡过 程 产生力矩波动。
由于转矩存在波动，限制了它在对速度变化比较敏感的场 合的应用。但当速度较高时，负载的转动惯量会对此产生 平滑作用。
无论是开环还是闭环系统，都必须具备转子位置检测、发 出换相信号、调速时对直流电压的PWM控制等基本功能。
BLDC电机的速度---力矩特性曲线
在连续工作区，电机可被加载直至额定转矩Tr. 在电机起停阶段，需要额外的力矩克服负载惯性。这时可
使其短时工作在短时工作区，只要其不超过电机峰值力矩 Tp且在特性曲线之内即可。
2. 工作原理
1）旋转磁场如何产生？
BLDC本质上是一种同步电机，即定子绕组通电产生旋转 磁场，吸引转子磁极与之对准，产生轴的运动。
的导通实现换相。
开关型霍尔传感器
霍尔元件+信号处理电路=霍尔பைடு நூலகம்感器 利用霍尔效应，当施加的磁场达到“动作点”时，OC门
输出低电压，称这种状态为“开”; 当施加磁场达到“释放点” 使OC门输出高电压，称其为
“关” 施密特触发器通过引入“磁场门限”消除振荡现象。
多对转子磁极时霍尔传感器的输出波形及编码
当转子为两对磁极时，如转子旋转一周即360度机械角度时霍尔 传感器输出两个周波即720度电角度。
机械角度是指电机转子的旋转角度,由Θm表示； 电角度是指磁场的旋转角度，由Θe表示。 当转子为一对极时，Θm=Θe；当转子为n对极时，Θe=nΘm。 例如，所示的BLDC 电机转子有两对磁极， 3个霍尔开关间隔60
的方向运动, 如此反复, 就产生了定子磁势与 转子磁势相差60-120度，平均90度的关系。
力矩的波动
换相转矩脉动：每次换相时，由于绕组电感的作用电流不 能突变，电流的过渡过 程 产生力矩波动。
由于转矩存在波动，限制了它在对速度变化比较敏感的场 合的应用。但当速度较高时，负载的转动惯量会对此产生 平滑作用。
无论是开环还是闭环系统，都必须具备转子位置检测、发 出换相信号、调速时对直流电压的PWM控制等基本功能。
BLDC电机的速度---力矩特性曲线
在连续工作区，电机可被加载直至额定转矩Tr. 在电机起停阶段，需要额外的力矩克服负载惯性。这时可
使其短时工作在短时工作区，只要其不超过电机峰值力矩 Tp且在特性曲线之内即可。
2. 工作原理
1）旋转磁场如何产生？
BLDC本质上是一种同步电机，即定子绕组通电产生旋转 磁场，吸引转子磁极与之对准，产生轴的运动。
第三组无刷直流电机的工作原理PPT课件
2.直流电机转动部分称作转子(通常称作电枢) 作用 -- 产生电磁转矩和感应电动势
由电枢铁心和电枢绕组、换向器、轴和风扇等组 成
第10页/共17页
直流电机电枢照片 (一) 直流电机的静止部分 1.主磁极是一种电磁铁，用 1-1.5 毫米厚的钢板冲片 叠压紧固而成的铁心
第11页/共17页
2.换向极（又称附加极或间极 作用 -- 改善换向 换向极装在两主磁极之间，也是由铁心和绕组构成 铁心一般用整块钢或钢板加工而成；换向极绕组与电
力的方向用左手定则
第7页/共17页
直流电动机的工作原理
要使电枢受到一个 方向不变的电磁转矩，关键在于： 当线圈边在不同极性的磁极下，如 何将流过线圈中的电流方向及时地 加以变换， 即进行所谓“换向”。 为此必须增添一个叫做换向器的装 置，换向器配合电刷可保证每个极 下线圈边中电流始终是一个方向， 就可以使电动机能连续的旋转,这 就是直流电动机的工作原理
• 直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转 速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，但直流 电机的优点也正是它的缺点，因为直流电机要产生 额定 负载下恒定转矩的性能，则电枢磁场与转子磁 场须恒维持90°，这就要藉由碳刷及整流子。碳刷 及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉因此除了 会造成组件损坏 之外，使用场合也受到限制。交流 电机没有碳刷及整流子，免维护、坚固、应用广， 但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂 控制技术才能达到。现今半导 体发展迅速功率组件 切换频率加快许多，提升驱动电机的性能。
第15页/共17页
The end Thank you
第16页/共17页
感谢您的观看！
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无刷直流电机工作原理
由电枢铁心和电枢绕组、换向器、轴和风扇等组 成
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直流电机电枢照片 (一) 直流电机的静止部分 1.主磁极是一种电磁铁，用 1-1.5 毫米厚的钢板冲片 叠压紧固而成的铁心
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2.换向极（又称附加极或间极 作用 -- 改善换向 换向极装在两主磁极之间，也是由铁心和绕组构成 铁心一般用整块钢或钢板加工而成；换向极绕组与电
力的方向用左手定则
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直流电动机的工作原理
要使电枢受到一个 方向不变的电磁转矩，关键在于： 当线圈边在不同极性的磁极下，如 何将流过线圈中的电流方向及时地 加以变换， 即进行所谓“换向”。 为此必须增添一个叫做换向器的装 置，换向器配合电刷可保证每个极 下线圈边中电流始终是一个方向， 就可以使电动机能连续的旋转,这 就是直流电动机的工作原理
• 直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转 速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，但直流 电机的优点也正是它的缺点，因为直流电机要产生 额定 负载下恒定转矩的性能，则电枢磁场与转子磁 场须恒维持90°，这就要藉由碳刷及整流子。碳刷 及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉因此除了 会造成组件损坏 之外，使用场合也受到限制。交流 电机没有碳刷及整流子，免维护、坚固、应用广， 但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂 控制技术才能达到。现今半导 体发展迅速功率组件 切换频率加快许多，提升驱动电机的性能。
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无刷直流电机工作原理
直流无刷电机原理及应用PPT课件
优点1111直流无刷电机的应用电动汽车驱动电动汽车的发动机是电池供电的即直流电还要有直流电机的精确调速的特点而且电动汽车电机一定要具有交流电机的很高的稳定性无电刷因此直流无刷电机再合适不过了
Company LOGO
直流无刷电机原理及应用
直流无刷电机原理及应用
.
2
直流无刷电机的结构—转动部分
.
定子：采用星 形连接的三相 绕组，用以产 生旋转磁场
反馈控制系统
9
直流无刷电机的优缺点
缺点
由于永磁材料贵，电机 价格较贵；过热容易导 致永久性失磁；弱磁运 行较困难；需要转子位 置传感器。
10
.
优点
具有直流电机的控制特 性；控制相对简单；电 机效率高，体积小。
直流无刷电机的应用—电动汽车驱动
.
电动汽车的发动机是电池供电的，即直流电，还要有直流 电机的精确调速的特点，而且电动汽车电机一定要具有交 流电机的很高的稳定性（无电刷），因此直流无刷电机再 合适不过了。
霍尔元 件1
N S
霍尔元件3
NS S
N S
转子 （永磁体）
N
霍尔元件2
霍尔元件检测转子位置
7
直流无刷电机的工作原理—做到无刷
.
无刷控制的方法：接下来要解决的任务是如何控制开关管导通关断时 间进而使所产生的六拍磁场与转子位置相对应。即先利用霍尔传感器 检测转子位置，输出能够反映转子位置的数字信号（真值表）再导入 计算机中与开关管导通关断相对应，最后PWM产生不同宽度的脉冲输 出到开关管，进而实现磁场和转子磁极的同步控制。
六种不同的供电方式产生不同方向的磁场
5
直流无刷电机的工作原理—做到无刷
.
实现无刷的方法：如下图所示，不同的开关管打开关断控制加在线圈 两端电压的方向，即将直流电源转为交流，从而产生六拍磁场。
Company LOGO
直流无刷电机原理及应用
直流无刷电机原理及应用
.
2
直流无刷电机的结构—转动部分
.
定子：采用星 形连接的三相 绕组，用以产 生旋转磁场
反馈控制系统
9
直流无刷电机的优缺点
缺点
由于永磁材料贵，电机 价格较贵；过热容易导 致永久性失磁；弱磁运 行较困难；需要转子位 置传感器。
10
.
优点
具有直流电机的控制特 性；控制相对简单；电 机效率高，体积小。
直流无刷电机的应用—电动汽车驱动
.
电动汽车的发动机是电池供电的，即直流电，还要有直流 电机的精确调速的特点，而且电动汽车电机一定要具有交 流电机的很高的稳定性（无电刷），因此直流无刷电机再 合适不过了。
霍尔元 件1
N S
霍尔元件3
NS S
N S
转子 （永磁体）
N
霍尔元件2
霍尔元件检测转子位置
7
直流无刷电机的工作原理—做到无刷
.
无刷控制的方法：接下来要解决的任务是如何控制开关管导通关断时 间进而使所产生的六拍磁场与转子位置相对应。即先利用霍尔传感器 检测转子位置，输出能够反映转子位置的数字信号（真值表）再导入 计算机中与开关管导通关断相对应，最后PWM产生不同宽度的脉冲输 出到开关管，进而实现磁场和转子磁极的同步控制。
六种不同的供电方式产生不同方向的磁场
5
直流无刷电机的工作原理—做到无刷
.
实现无刷的方法：如下图所示，不同的开关管打开关断控制加在线圈 两端电压的方向，即将直流电源转为交流，从而产生六拍磁场。
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圖右為無刷式馬達，利用霍爾或其他電子感測 元件做『無接觸式』的轉換。
由碳刷馬達到無刷馬達
由有刷到無刷，少了碳刷的摩擦，增加了直流 馬達的效能，也減少了因碳刷摩擦產生火花所 帶來的危機，進而採用電子電路元件代替機械 元件的整流工作，無刷馬達在控制上也就具有 更多樣的選擇了。
續，由碳刷馬達到無刷馬達
能。 4. 低噪音：產生噪音及雜訊小，對其它機器不
良影響較小。
續，直流無刷馬達的特徵
缺點： 1. 單價高：需要檢測元件，轉換元件或其它電
子式控制迴路。
2. 電源需轉換：家庭用電源為交流電源，使用 上需轉換為直流電源，在電力轉換上容易產 生額外的問題。
直流無刷馬達運轉原理
根據安培定則（亦稱〝右手螺旋定則〞或〝拇 指定則〞），導體通過電流，周圍會產生磁場， 若將此導體置於另一固定磁場中，則將產生吸 力或斥力，造成物體移動。
直流無刷風扇課程
馬達及基本電性部分
何謂直流無刷馬達?
所謂直流無刷馬達，指的就是具備磁極轉子， 並由無接觸式方式，檢測出轉子位置的馬達； 簡單的說，就是將電刷所做的機械整流動作， 改以電子元件與功率轉換元件所做成的馬達。
馬達基本原理示意圖
馬達感應比較圖
圖左為碳刷式馬達，利用機構接觸來達到磁極 轉換的目的。
信號元件
功率元件
無
無
電晶體
光 磁氣
光＋快門板
HOTCA PU-LA
磁氣元件
霍耳元件霍 耳IC
電晶體 FET IGBT
電子計算
無
Gate Array 專用IC
直流無刷馬達的特徵
直流無刷馬達的特徵為兼備DC馬達的高度可 控制性，與AC馬達的長壽命兩個優點。其特 性如下所列：
優點： 1. 無須保養：為家電製品用馬達的必要條件。 2. 體積輕巧：可滿足機器小型化、精密化。 3. 高可控性：在機器多功能化上所不可缺的功
單相
雙相(以此類推)
Permanent Magnet
四、轉說明
矽鋼片產生不同磁極，此磁極與橡膠永久磁鐵 產生吸斥力。當吸斥力大於風扇的靜摩擦力時， 扇葉自然轉動。由於霍爾感應元件提供同步信 號，扇葉因此得以持續運轉，至於其運轉方向， 可藉由弗來明定則來判斷。
弗來明定則
如圖所示，大姆指表示運動方向，導體在與磁 力線垂直方向由內往外移動，則其電流會由右 向左流出。
一、說明，安培定則
安培定則一般它被表述為： 1. 直線電流的磁場：用右手握住導線，讓伸直
的大拇指指向電流的方向，弩由約四指所指 的方向就是磁感線繞行的方向。 2. 環形電流的磁場：讓右手彎曲的四指和環形 電流的方向一致，則伸直的大拇指所指的方 向就是環形導線心軸線上磁感線的方向（或 伸直的大拇指所指出的一側為環形電流的北 極N）。
轉速 V.S. 轉矩曲線
轉速 V.S. 轉矩曲線：
以無接觸檢知轉子位置的方法，能捉住在空間 傳輸的光、音、電場、磁場及熱度變化就可以。 目前無論在特性面、實裝面上、最優秀而能達 到此一目的為霍耳IC。
整流之進化
流動 電動機型態 電刷電動機
進化過程 無刷電動機
無感測器電 動機
整流機構（轉子磁極 檢知）
方式
檢出元件
機械
電刷＋整 流子
發振
線圈＋鐵板
元件電子工 學
續，一
3. 通電螺線管的磁場：用右手握住螺線管，讓 彎曲的四指與電流繞行方向一致，則伸直的 大拇指所指的方向就是螺線管內部磁感線的 方向（或伸直的大拇指所指的那端就是螺線 管的北極N）。
二、轉子部分
在直流風扇的扇葉部分(即轉子部分)，裝置一 事先充有磁性之永久磁鐵。
三、定子部分
在矽鋼片軸心部份纏繞著兩組線圈，並使用霍 爾感應元件作為同步偵測裝置，控制電子電路， 該電路使纏繞軸心的兩組線圈輪流工作。
由碳刷馬達到無刷馬達
由有刷到無刷，少了碳刷的摩擦，增加了直流 馬達的效能，也減少了因碳刷摩擦產生火花所 帶來的危機，進而採用電子電路元件代替機械 元件的整流工作，無刷馬達在控制上也就具有 更多樣的選擇了。
續，由碳刷馬達到無刷馬達
能。 4. 低噪音：產生噪音及雜訊小，對其它機器不
良影響較小。
續，直流無刷馬達的特徵
缺點： 1. 單價高：需要檢測元件，轉換元件或其它電
子式控制迴路。
2. 電源需轉換：家庭用電源為交流電源，使用 上需轉換為直流電源，在電力轉換上容易產 生額外的問題。
直流無刷馬達運轉原理
根據安培定則（亦稱〝右手螺旋定則〞或〝拇 指定則〞），導體通過電流，周圍會產生磁場， 若將此導體置於另一固定磁場中，則將產生吸 力或斥力，造成物體移動。
直流無刷風扇課程
馬達及基本電性部分
何謂直流無刷馬達?
所謂直流無刷馬達，指的就是具備磁極轉子， 並由無接觸式方式，檢測出轉子位置的馬達； 簡單的說，就是將電刷所做的機械整流動作， 改以電子元件與功率轉換元件所做成的馬達。
馬達基本原理示意圖
馬達感應比較圖
圖左為碳刷式馬達，利用機構接觸來達到磁極 轉換的目的。
信號元件
功率元件
無
無
電晶體
光 磁氣
光＋快門板
HOTCA PU-LA
磁氣元件
霍耳元件霍 耳IC
電晶體 FET IGBT
電子計算
無
Gate Array 專用IC
直流無刷馬達的特徵
直流無刷馬達的特徵為兼備DC馬達的高度可 控制性，與AC馬達的長壽命兩個優點。其特 性如下所列：
優點： 1. 無須保養：為家電製品用馬達的必要條件。 2. 體積輕巧：可滿足機器小型化、精密化。 3. 高可控性：在機器多功能化上所不可缺的功
單相
雙相(以此類推)
Permanent Magnet
四、轉說明
矽鋼片產生不同磁極，此磁極與橡膠永久磁鐵 產生吸斥力。當吸斥力大於風扇的靜摩擦力時， 扇葉自然轉動。由於霍爾感應元件提供同步信 號，扇葉因此得以持續運轉，至於其運轉方向， 可藉由弗來明定則來判斷。
弗來明定則
如圖所示，大姆指表示運動方向，導體在與磁 力線垂直方向由內往外移動，則其電流會由右 向左流出。
一、說明，安培定則
安培定則一般它被表述為： 1. 直線電流的磁場：用右手握住導線，讓伸直
的大拇指指向電流的方向，弩由約四指所指 的方向就是磁感線繞行的方向。 2. 環形電流的磁場：讓右手彎曲的四指和環形 電流的方向一致，則伸直的大拇指所指的方 向就是環形導線心軸線上磁感線的方向（或 伸直的大拇指所指出的一側為環形電流的北 極N）。
轉速 V.S. 轉矩曲線
轉速 V.S. 轉矩曲線：
以無接觸檢知轉子位置的方法，能捉住在空間 傳輸的光、音、電場、磁場及熱度變化就可以。 目前無論在特性面、實裝面上、最優秀而能達 到此一目的為霍耳IC。
整流之進化
流動 電動機型態 電刷電動機
進化過程 無刷電動機
無感測器電 動機
整流機構（轉子磁極 檢知）
方式
檢出元件
機械
電刷＋整 流子
發振
線圈＋鐵板
元件電子工 學
續，一
3. 通電螺線管的磁場：用右手握住螺線管，讓 彎曲的四指與電流繞行方向一致，則伸直的 大拇指所指的方向就是螺線管內部磁感線的 方向（或伸直的大拇指所指的那端就是螺線 管的北極N）。
二、轉子部分
在直流風扇的扇葉部分(即轉子部分)，裝置一 事先充有磁性之永久磁鐵。
三、定子部分
在矽鋼片軸心部份纏繞著兩組線圈，並使用霍 爾感應元件作為同步偵測裝置，控制電子電路， 該電路使纏繞軸心的兩組線圈輪流工作。