有刷直流电机的结构
结构
在四轴飞行器或者一些航模上，都能看到这种类型的直流无刷电机，它通常有三条线，U，V，W，当然航模上还需要配置一个电调(ESC)――作为电机的驱动器。
这里的电调往往有两种驱动方式，六步方波，或者FOC驱动，下面主要对六步方波驱动方式进行分析。
无刷直流电机
直流无刷由定子和转子构成，是电枢绕组，转子是永磁体；两对极电机，分别是U1，V1，W1，U2，V2，W2。
2对极BLDC内部结构
电机的定子是电枢绕组在通过交变电流的时候，会产生磁场，电枢的材料是铁芯，可以导磁，这样可以增大磁场的强度，磁场的方向取决于电流的方向，具体可以根据右手螺旋定则来判断。
右手螺旋定则
换相原理
这里我们简单介绍一下转子旋转的过程，即无刷直流电机的换相原理：
首先我们对电枢绕组施加适当大小的电流，线圈将产生一个磁场，该磁场将吸引转子的永磁体；
如果我们一个接一个地激活每个线圈，这样可以产生一个旋转的磁场，由于永磁体和电磁体之间的力相互作用，转子将在旋转的磁场作用下继续旋转。
旋转磁场
但是上面提到，这里是两对极的直流无刷电机，那么为了提高电机的效率，我们可以将两个相反的线圈组成一个绕组，这样会产生与转子极相反的磁极，从而获得双倍的磁场的力。
共同通电
初步了解了内部的结构和通电机制之后，我们就需要产生相应的驱动信号去产生旋转的磁场，带动转子转动。
通常我们会在MCU中会固化一段代码，这段代码可以产生驱动信号；然后驱动信号通过IPM间接驱动六个功率开关元器件（这里可以是MOSFET），从而产生旋转的磁场。
电机模型可以等效成三个星型连接的电感，所以我们需要做的工作就是如何去产生驱动信号。
这个驱动信号又符合什么样的规律呢？下面我们进一步介绍驱动信号。
两两通电：如果我们将 A 相上拉至高电平，然后在另一侧将 B 相接地，则电流将从 VCC 流过A 相，中性点和 B 相，最终流向地。
因此，只需一个电流，我们就可以产生了四个不同的磁极，从而导致转子移动。
两两通电的情况
其实电机内部一般可以等效成一个星型的连接方式，A，B，C三相的中性点连接在一起，外部通过MOSFET或者IGBT组成功率开关元器件，进行控制，所以这里也可以说明无刷直流电机，通常有U，V，W三条线引出来。
首先规定一下我们的驱动电路的相应符号：
使用SW1和SW2作为一个上下管驱动U，或者是a；
使用SW3和SW4作为一个上下管驱动V，或者是b；
使用SW5和SW6作为一个上下管驱动W，或者是c；
然后我们在这里规定：上管打开标记为+，下管打开标记为-，上下管都不开标记为0。
最终让转子朝一个方向旋转的驱动时序应该是这样的：
a+，b-，c0
a+，b0，c-
a0，b+，c-
a-，b+，c0
a-，b0，c+
a0，b-，c+
六步方波
驱动的六步方波时序正确之后，我们基本可以实现对无刷直流电机的开环控制驱动了；
具体的驱动时序可以简单画一下，对于每一相而言都需要六步的驱动时序，然后两相之间的相位相差120°。
例如A相的六步相序需要比B相超前120°，B相需要比C相超前120°，
驱动信号时序
下面是我实际过程中测试的上管的方波驱动信号，可以和A相，B相，C相的信号对应起来。
实测波形
闭环控制
实现开环运行之后，就要进行闭环控制了，首先有一点需要说明的是，前面的六步PWM时序，并没有根据转子的实际位置进行磁场的切换，所以可能出现的情况，就是失步，这个有点类似步进电机。
结论就是实际磁场旋转的速度可能远快于转子旋转的速度，导致磁场的旋转速度和转子不同步，所以就造成了失步。
如果这里引入转子的位置反馈量，就可以完美的解决这个问题，所以通常会加入霍尔传感器来检测实际的转子位置。
无刷直流电机内的霍尔传感器
转子处于不同位置的时候霍尔传感器会产生相应的信号，并且还可以根据霍尔信号计算转速，作为后面速度闭环的反馈值。
霍尔信号
一般来说增加了霍尔传感器，在成本和电机的结构复杂程度上都会大大增加，所以，这里可以通过检测每一相的反电动势（Back EMF)，来进行位置的估算以及速度的计算。
反电动势
无感方波的驱动方式难点在于启动和过零点的检测上，通常启动可以使用三段式启动的方式，即转子预定位，开环强拖，开环切闭环，这三个过程。
另外还可以进行高频注入的方式确定转子的初始位置，然后直接进行启动，在过零点的检测和换相存在一定的难度。
结论
本文简单介绍了有刷直流电机和无刷直流电机的结构和原理，以及各自的优势。进一步介绍了无刷直流电机的六步方波驱动原理，简单提及了闭环控制中一些注意点。