无刷直流电机的特性：

1. 低干扰、低损耗

2. 噪音低、运行顺畅

3. 手柄长、维护成本低

    无刷直流电机对比有刷电机，由于没有了有刷电机的电刷，有刷电机最主要的摩擦损耗问题也就没有了，发热量也能得到有效的控制，并且无刷电机的主要损耗就只有在轴承上了，可以大量减少维护次数以及故障率。

2.1.1 四轴飞行器选择无刷电机的理由：

    无刷电机有动力稳定、质量轻、结构简单、维护次数少的特点，在四轴飞行器上装4台无刷电机，能够提供稳定的动力输出，运转效率高，转速精度高。这些都针对四轴飞行器对电机的高稳定性要求，电池限制下的续航能力以及高精度的操控性要求有不错的条件。另外无刷电机调速范围宽、体积小，也是它成为适合用于四轴飞行器的理由之一。

图2.1 无刷直流电机

    见图2.1，此架四旋翼选用的是朗宇A2212、960KV无刷电机。

2.1.2 内转子无刷直流电机的工作原理

    图2.2中，根据右手螺旋定则，当线圈通电时，会在两线圈之间产生方向向右的外加磁感应强度B（如粗箭头方向所示），而中间的转子（用磁铁表示）则会有一个使自己内部的磁场方向与外磁场方向保持一致的运动趋势，形成一个最短的闭合磁力线回路，这样转子磁体就会按照顺时针方向进行旋转运动了。

图2.2 无刷直流电机的工作原理图（1）

    如图2.3，转子转到与两个电极平行的位置时，不再受到转动力矩的作用。但由于惯性，还会继续顺时针转动，这时若想要使转子继续转动，只需要改变两段螺线管的电流方向（内部磁场方向）即可。

图2.3无刷直流电机的工作原理图（2）

    那么按照一定的周期不断改变两头螺线管的电流方向，转子就会不停地旋转了。而改变螺线管内电流方向的操作，叫做换相。

  （1） 内转子无刷直流电机工作原理

    以一个最简单的三相二极内转子电机为例，电机每次通电只通电其中的两相，即有六种情况：AB、AC、BC、BA、CA、CB六种通电情况，这也是六种磁场情况。设电机从AB相通电开始运行，则转子首先要转到AB磁场所指的方向（即横置于AB相之间。当转子转到磁场力平衡位置时，外线圈换相，改为AC相通电，则转子将会继续旋转，寻找下一个平衡点，在到达新的平衡的位置时外线圈再次断电，改为BC相通电，以此类推。在外线圈完成六次换相后，转子刚好转过了360°，即一周。

    要注意的是，定子换相的时机只与转子的位置有关，而与转速无关。

    三相多绕组多极内转子电机的结构无非就是比三相二极内转子电机复杂一点，基本原理是一样的。原理都是一样的，都是转子的N极与通电绕组的S极有对齐的趋向，而转子的S极与通电绕组的N极有对齐趋向。

    通常情况下，电机的绕组数目都是与永磁极数目不一致的（如7磁极10绕组，而不是7磁极7绕组），这么做的原因在于防止定子与转子刚好吸合，这种完整吸合的情况下将会导致转矩产生很大波动，是对电机正常运转极其不利的情况。

    如图2.4展示了一个9绕组6磁极（3对）无刷直流电机的结构

图2.4 9绕组6磁极无刷直流电机的结构

2.1.3 外转子无刷直流电机的工作原理 STM32+Mission Planner四轴飞行器控制系设计(3):http://www.751com.cn/jixie/lunwen_62399.html