在初中，我们接触过电动机，由换向器（内含电刷），线圈，永磁体构成。其中线圈与换向器连在一起，并固定在一个轴上。在电流的作用下，线圈在磁场中，由于受到安培力而使得其旋转。换向器可以改变线圈内电流方向，从而使得线圈能够持续旋转。
当然，上面的电机属于有刷电机。这种电机由于其转子上面会随着线圈的转动，使得其电刷遭受机械磨损。并且这种线圈的转速不能提升很高，那么有没有一种电机能够解决这个问题？它就是本次介绍的介绍对象——无刷电机。
无刷电机，就是没有像前者那样的电刷。取而代之的是电子管的开关。其中间的轴上不是线圈，而是永磁体，其四周才是线圈。这样可以减小电机因转动的磨损，而且噪音小，更加安全，下面是无刷电机的结构：
ㅤㅤㅤ B╳ㅤㅤㅤㅤㅤㅤ╳
ㅤㅤ╳ㅤㅤㅤ╳ㅤㅤ╳ㅤㅤㅤ╳C
ㅤㅤㅤㅤ╳╱ㅤㅤㅤㅤ╲╳
ㅤㅤㅤㅤㅤㅤ磁铁ㅤㅤㅤ磁铁
A ┿┿┿┓■■╭╮□□┏┿┿D
ㅤ┿┿┿┛ㅤ■■╰╯□□┗┿┿
ㅤㅤㅤㅤㅤ╳╲ㅤㅤㅤㅤ╱╳
ㅤㅤㅤ╳ㅤㅤㅤ╳ ㅤㅤ╳ㅤㅤㅤ╳
ㅤㅤㅤㅤㅤ╳Fㅤㅤㅤㅤㅤㅤ╳E
■□分别表示磁铁的NS极。
其中ABCDEF为六个线圈，中间的则是转子，转子的轴上面固定的是永磁体。图中的轴两边的方块分别为永磁体的两极。（当然，实际上线圈的数量还可以更多，这样使得电机输出功率更加均匀）
无刷电机原理很简单：当轴开始旋转时，当磁如图顺时针旋转式，若此时磁铁要靠近某个线圈，为了给这个磁铁一个吸引力，此时这个线圈会通上电流，产生磁场，吸引这个磁铁过来。等到磁铁的对称轴刚好与线圈的对称轴在同一条直线上，此时磁头受到的磁力与其旋转方向垂直，磁力不做功，在这个时候就可以给这个线圈断电，然后沿着转子旋转方向，给其相邻的线圈通电，这样磁铁会继续带动轴转动。
原理简单，接下来是进行实践了。
ㅤㅤㅤ B╳ㅤㅤㅤㅤㅤㅤ╳
ㅤㅤ╳ㅤㅤㅤ╳ㅤㅤ╳ㅤㅤㅤ╳C
ㅤㅤㅤㅤ╳╱ㅤㅤㅤㅤ╲╳
ㅤㅤㅤㅤㅤㅤ磁铁ㅤㅤㅤ磁铁
A ┿┿┿┓■■╭╮□□┏┿┿D
ㅤ┿┿┿┛ㅤ■■╰╯□□┗┿┿
ㅤㅤㅤㅤㅤ╳╲ㅤㅤㅤㅤ╱╳
ㅤㅤㅤ╳ㅤㅤㅤ╳ ㅤㅤ╳ㅤㅤㅤ╳
ㅤㅤㅤㅤㅤ╳Fㅤㅤㅤㅤㅤㅤ╳E
假设磁铁从AD处开始出发，为了使得其旋转，此时我们得给B，E两个线圈通电，并使得BE产生相反的磁性。此时两端磁铁会互相受到吸引力，并分别朝着BE旋转。当其旋转到BE上空时，得给BE断电，并给线圈CF供电……如此反复，但可以发现：每次给线圈供电时，都是一对一对的供，且使得其产生的磁性相反。这样的话实际需要将一对线圈按照相同的旋转方向饶制。为什么要这样绕制？
单独揪出一对线圈，它们之间是串联的，假设“□”“■”分别表示磁铁的NS极，那么在磁头转到AD上空之前（即图示），两个线圈构成的电磁铁极性是这样的：
ㅤㅤNㅤㅤSㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤNㅤㅤS
ㅤㅤㅤㅤㅤㅤ磁铁ㅤㅤㅤ磁铁
A ┿┿┿┓■■╭╮□□┏┿┿D
ㅤ┿┿┿┛ㅤ■■╰╯□□┗┿┿
此时根据安培定则，只有AD线圈绕制方向一致，才能保证转子旋转。并且是所有的线圈绕制方向都要一致。
但是实际上，为了使得电机旋转的更加有力，我们可以只让磁铁经过的线圈不通电，而给其他两对线圈通电，比如磁铁刚刚经过线圈AD，我们可以同时给BE，CF通电。这样可以增大线圈对磁铁的吸引力，使得电机扭矩更高，更加有力。
说完了线圈，就谈一下电路是如何控制的。
刚刚分析过，一对线圈绕制方向一致，我们可以把它当做是由一个线圈，将中间分开然后重新组成两个线圈。因此在画电路图时，我们可以把一对线圈画成一个（比如AD，BE，CF）。这样，一个电路图里就只有三个线圈。
按照实际连法，如果要在某一时刻同时给两对线圈通电，此时线圈这样连接：
ㅤㅤa━━━┓
ㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤ○A
ㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤ○
ㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤ○D
ㅤㅤㅤㅤㅤㅤF ○E
ㅤㅤㅤㅤㅤ○ㅤㅤㅤ○
ㅤㅤC○ㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤ○B
c ━┛ㅤㅤㅤㅤㅤㅤ ㅤ┃
ㅤㅤㅤ b ━━━━━━┛
我们可以将三个线圈的其中一端连接在一起，另一端则留出来如电路图所示。就达到了一次性给两对线圈通电的功能。
现在开始控制这些线圈：假设磁铁刚从CF上空过去，往AD旋转，此时AD，BE通电，电流从a进，从b出；然后给CF，BE通电，电流c进b出；然后给CF，AD通电，电流c进a出。如此反复，最终我们按照通电顺序，得到六个电流流向组合方式：ab，cb，ca，ba，bc，ac。这样，我们就可以设计电路了：（注：此电路中如果是这种“╋”为交叉但不导通，“●”才是。）
┏━━━━┳━┳━┓
┃ㅤㅤㅤㅤㅤ┃ㅤ┃ㅤ ┃ㅤㅤ┏━━━━┓
┃ㅤㅤㅤㅤㅤS₁╲S₂╲S₃╲ㅤ┃ㅤㅤㅤㅤOa
＋ㅤㅤㅤㅤㅤ┃ㅤ┃ㅤ┃ㅤㅤㅤ┃ㅤㅤㅤㅤO
电源ㅤㅤㅤ ●━╋━╋━━┛ㅤbㅤㅤOㅤㅤㅤc
－ㅤㅤㅤㅤㅤ┃ㅤ●━╋━━━━OㅤO●○ㅤ○
┃ㅤㅤㅤㅤㅤ┃ㅤ┃ㅤ●━━━━━━━━━━┛
┃ㅤㅤㅤㅤㅤ┃ㅤ┃ㅤ┃ㅤㅤㅤㅤㅤ↑右边是线圈
┃ㅤㅤㅤㅤㅤS₄╲S₅╲S₆╲
┃ㅤㅤㅤㅤㅤ┃ㅤ┃ㅤ┃
┗━━━━●━●━┛
我们可以分别控制这六个开关的断开与闭合来控制电流流过不同线圈的方向，刚刚说过，我们要按照ab，cb，ca，ba，bc，ac这六个顺序去控制电流流向。那么对应的，闭合开关的顺序就是S₁S₅，S₃S₅，S₃S₄，S₂S₄，S₂S₆，S₁S₆。
实际在电路中，控制线圈电流方向的不是开关，而是mos管。通过控制六个mos管gs两端电压，即可控制mos管ds两极的通断。
但是问题来了，这个电路是如何知道什么时候该切换开关呢？这里就用到了一种传感器：霍尔传感器。
当其置于磁场时，如果此时电流方向与磁场方向垂直，那么在磁场的作用下，传感器里面的载流子会因为受到洛伦兹力往传感器两极板偏转，使得两极板之间积累电荷，形成霍尔电压：
ㅤㅤ┃×ㅤㅤ×┃
ㅤㅤ┃ㅤㅤB ┃
ㅤㅤ┃×ㅤㅤ×┃ㅤㅤ↑电流方向
ㅤㅤ┃ㅤㅤ ㅤ┃
ㅤㅤ┃←╮ × ┃←此极板感应出负电荷
ㅤㅤ┃ㅤ⊕ㅤ ┃
当然，两极板之间也会存在电场来阻止电荷与极板结合。当qE＝qvB时，两极板之间电压稳定，此时霍尔电压U＝IB/nqd。其中n为单位体积内载流子数量。q为电荷量，d为霍尔元件两极板间距。
我们取在刚刚含有六个开关的电路基础上，将开关全部替换成n mos管，取其中一个开关。这里以S₁为例：
ㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤ二极管
ㅤㅤㅤㅤ┏━━┫←━━━┓
━●━●━┓ㅤ┏━┳━●━━━━
ㅤ┃ㅤㅤㅤㅤ┃ㅤ↓ㅤ┃
ㅤ┃ㅤ ㅤㅤㅤ┻ㅤ┻ㅤ┻
ㅤ┃ㅤㅤㅤㅤ━━┳━━
ㅤ┃ㅤㅤㅤㅤㅤㅤ□霍尔
ㅤ┃ㅤㅤㅤㅤㅤㅤ■元件
ㅤ┗━━━━━━┛
其中霍尔元件会置于线圈旁，当转子转动时，由于转子上磁铁移动，会导致霍尔元件两端电压发生改变。控制某个mos管在啥时候导通，首先得根据转子的某一极到达哪个位置，然后对应让霍尔元件产生正向电压导通mos管即可。
后记：我是除紫之外第一个登陆这里的人，我也要在这里发第一个论文，总之，我要做第一（）
