直流无刷电机的工作原理如下：

基本结构

直流无刷电机主要由定子、转子和电机控制部分组成，其中定子包含线圈绕组和铁心，转子的主要部件是永磁体，电机控制部分则包含了检相、换相元件以及无刷电机控制器1.

换向原理

• 依靠位置传感器换向：转子位置传感器的主要作用是检测转子磁极相对于定子电枢绕组轴线的位置，从而提供给逆变电路正确的换相信息，通过将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号传递给电机控制器，电机控制器根据得到的位置信息控制定子绕组换相，保证电动机定子绕组中的电流根据转子位置的变化按次序换相，从而在电动机气隙中形成步进式的旋转磁场，驱动永磁转子持续不断地旋转1.

• 无位置传感器换向：对于无位置传感器控制方式，则需要单独从电动机取得某种信息，并通过特定的电路和软件来计算获得转子的位置信息，进而实现换向控制1.

工作过程

• 产生旋转磁场：直流无刷电机利用方波电流进行驱动控制，在方波电流作用下，逆变器功率管根据方波的高和低来实现导通或者关断，使电动机定子电枢产生按 60° 电角度持续前进的磁场 。常见的工作方式为三相桥式六状态的工作方式，在 360°（电气角）的一个电气周期内，三相绕组有六个导通状态，据此可以划分为六个区间。三相绕组的三个端连接在由六个大功率开关器件组成的三相桥式逆变器的三个桥臂上，绕组为星形接法时，在任意时刻，三相绕组中都一定有且只有两个绕组串联导电，其中一相为正向导通，另一相为反向导通1.

• 转子转动：定子产生的旋转磁场与转子的永磁体相互作用，产生使转子转动的力，由于转子是永磁体，其会在磁场力的作用下跟随定子磁场同步旋转1.

控制方式

• 开环控制：仅通过转子位置传感器来获取转子的位置信息，从而保证转子位置与电动机换相同步。电动机的转速和电流由取决于电动机的以及所驱动负载的机械特性。当电压或着负载出现波动时，电动机的转速也会发生一定的波动，不能通过控制使其保持稳定1.

• 闭环控制：常见的转速电流双闭环控制系统可以通过监测转子转速、和相电流的反馈信息来调节控制电流，从而获得更好的控制效果和更完善的控制功能，实现一定程度的稳速或调速控制。该系统中，外部给定控制系统一个电机的目标速度值，转子位置传感器电路对测得的转子位置信息进行处理获得转子的当前转速，目标速度值与速度反馈值相减得到速度差值，再通过速度调节器进行 PI 调节，输出电流环的给定值，同理与电流传感器得到的电流反馈值进行比较得到电流差值，电流差经过电流调节器调节后，输出控制信号给功率开关电路，以控制电机的转速和转矩