近年，在我国使用吸尘器的家庭日益增加，随着人民生活水平的提高，吸尘器将得到普及。然而，我国吸尘器用无刷直流电动机的生产与需求是不适应的，市场上销售的吸尘器多采用国外电动机组装，因国产的吸尘器用无刷直流电动机在高速旋转时存在振动大、换向火花大、电刷使用寿命短、噪声大等问题，用改变电动机的槽口设计、提高轴承质量、优化电刷设计和提高装配工艺等方法来解决上述所存在的问题收到的效果很小。电机在的这些弊端主要来源于有接触的换向器——机械换向装置，若采用电子换向装置来代替机械换向装置的无刷电动机，就可有效地解决电机中由于接触换向所带来的一系列问题。同时，由于吸尘器对转速的稳定性没有过高的要求，可以避开无刷电动机的缺陷。本文介绍无刷直流电动机的电子换向装置。

    无刷直流电动机用****磁钢作为转子，电枢绕组装在定子上，其内部的电磁过程与有刷直流电机无大区别。有刷电机具有旋转的电枢和固定的磁路，是依靠电枢磁势与主磁磁势相互垂直以产生大的电磁转矩。而电枢磁势的建立是由一个滑动的接触装置——电刷和换向器，牙能将电流馈给旋转的电枢。在无刷电动机中，用可以旋转的****磁钢作主磁极（转子），将安装在定子上的电枢绕组与电子开关元件相连接，为了获得一定的电磁转矩，主磁极磁势与定子绕组所产生的磁势应保持一定的矢量差角，当矢量角为90度时，电磁转矩****，所以，应使矢量根据矢量所转动的位置而变动位置，在无刷电动机内部应有一个位置传感器，它可以随时测出转子（主磁极）的位置，用测得的信号控制电子开关元件，使与开关元件相连接的定子绕组产生一个跳跃式的旋转磁势，以控制磁势与主磁极磁势的相对位置在一定范围内变化，这样，电动机就可以获得一定量的动转矩（电磁转矩），使永磁转子连续的转动。所以，无刷电机的电子换向装置是由位置传感器和具有电子开关元件的电子线路构成。

    在无刷电动机中（原理图见图1），定子绕组对称分布在定子圆周表面，若定子绕组作星形连接，每相绕组出线端与开关元件相连后接直流电源。如果用三个霍尔元件作位置传感器，分别放在定子槽口的适当位置，它们所得到的信号经放大电路放大后，分别输送给与a、b、c三相连接的电子开关元件的控制端，以便控制元件的关断。

    当****磁极处在a相传感器能接到信号的位置时，a相传感器就有信号输出，使与a相绕组连接的开关元件导通，a相绕组通电后产生一磁势，正好与磁极磁势有一定的矢量角，产生一定的电磁转矩，使磁极向方向旋转。见图2a。当磁极转过120度电角度时，f与fo重合，电磁转矩不为零，此时，a相传感器的信号消失，a相的元件关断，b相传感器得到信号输出，使与b相绕组连接的开关元件导通，定子电枢磁势的位置由a相绕组轴线跳到b相绕组的轴线，这时又建立一个新的位置关系，使磁极保持旋转的状态，见图2b。待磁极再转过120度电角度后，b相传感器的信号消失，c相传感器得到信号；f又跳到c相绕组轴线位置，再产生一个位置关系，保持了电磁转矩在一定范围内变化，使转子能够连续旋转，见图2c。因此，只要根据磁场转动的不同位置，以恰当的顺序去接通和关断各相出线端所联接的开关元件，保持磁极磁势滞后电枢磁势一定电角度的位置关系，使无刷电动机产生电磁转矩而稳定运行。

    采用的位置传感器为霍尔集成电路ugn3020，它是霍尔元件和放大用集成电路的组合，如图3所示。

    当所加磁场方向如图3b所示时，从n垂直进入s，霍尔元件两端产生一个霍尔电势，经放大整形后变为幅值达数伏的数字信号输出。若所加的磁场为梯形波时，输出的波形如图4所示。

 

    采用功率mos管(vmos)作开关元件，vmos管输入阻抗高，驱动电流极小，此外，它是多数载流子器件，没有双极型功率管所固有的“存贮效应”，因而消除了开关管的共态导通，降低了损耗，使无刷电动机工作可