三相全波无刷电机的结构

从本文开始，我们将介绍三相无刷电机的结构、三相无刷电机的工作原理及三相无刷电机的驱动方法等内容。首先是三相无刷电机的结构。

三相全波无刷电机的外观和结构

下图为无刷电机的外观和结构示例。

左侧是用来旋转光盘播放设备中的光盘的主轴电机示例。共有三相×3共9个线圈。右侧是FDD设备的主轴电机示例，共有12个线圈（三相×4）。线圈被固定在电路板上，并缠绕在铁芯上。

在线圈右侧的盘状部件是永磁体转子。外围是永磁体，转子的轴插入线圈的中心部位并覆盖住线圈部分，永磁体围绕在线圈的外围。

三相全波无刷电机的内部结构图和线圈连接等效电路

接下来是内部结构简图和线圈连接等效电路示意图。

该内部结构简图是结构很简单的2极（2个磁体）3槽（3个线圈）电机示例。它类似于极数和槽数相同的有刷电机结构，但线圈侧是固定的，磁体可以旋转。当然，没有电刷。

在这种情况下，线圈采用Y形接法，使用半导体元件为线圈供给电流，根据旋转的磁体位置来控制电流的流入和流出。在该示例中，使用霍尔元件来检测磁体的位置。霍尔元件配置在线圈和线圈之间，根据磁场强度检测产生的电压并用作位置信息。在前面给出的FDD主轴电机的图像中，也可以看到在线圈和线圈之间有用来检测位置的霍尔元件（线圈的上方）。

霍尔元件是众所周知的磁传感器。可将磁场的大小转换为电压的大小，并以正负来表示磁场的方向。下面是显示霍尔效应的示意图。

霍尔元件利用了“当电流IH流过半导体并且磁通B与电流成直角穿过时，会在垂直于电流和磁场的方向上产生电压VH”的这种现象，美国物理学家Edwin Herbert Hall（埃德温·赫伯特·霍尔）发现了这种现象并将其称为“霍尔效应”。产生的电压VH由下列公式表示。

VH = (KH / d)・IH・B  ※KH：霍尔系数，d：磁通穿透面的厚度

如公式所示，电流越大，电压越高。常利用这个特性来检测转子（磁体）的位置。

下一篇将会介绍三相全波无刷电机的工作原理。

数据来源：
Photo P60_1SOLITON 36 SPECIAL REPORT小型电机的选择与控制技术萩野弘司著
Photo P60_2 无整流子电动机

审核编辑黄宇