图 2 三相直流无刷电动机
　　三只光电器件 VP1、VP2 和 VP3 的安装位置各相差 120 度，均匀分布在电动机一端。借助安装在电动机轴上的旋转遮光板
的作用，使从光源射来的光线一次照射在各个光电器件上，并依照某一光电器件是否被照射到光线来判断转子磁极的位置。

图 3 开关顺序及定子磁场旋转示意图

　　图 2 所示的转子位置和图 3 a）所示的位置相对应。由于此时广电器件 VP1 被光照射，从而使功率晶体 V1 呈导通状态，电
流流入绕组 A-A’，该绕组电流同转子磁极作用后所产生的转矩使转子的磁极按图 3 中箭头方向转动。当转子磁极转到图 3 b）
所示的位置时，直接装在转子轴上的旋转遮光板亦跟着同步转动，并遮住 VP1 而使 VP2 受光照射，从而使晶体管 V1 截至，晶
体管 V2 导通，电流从绕组 A-A’断开而流入绕组 B-B’，使得转子磁极继续朝箭头方向转动。当转子磁极转到图 3 c）所示的位置
时，此时旋转遮光板已经遮住 VP2，使 VP3 被光照射，导致晶体管 V2 截至、晶体管 V3 导通，因而电流流入绕组 C-C’，于是
驱动转子磁极继续朝顺时针方向旋转并回到图 3 a）的位置。
　　这样，随着位置传感器转子扇形片的转动，定子绕组在位置传感器 VP1、VP2、VP3 的控制下，便一相一相地依次馈电，实
现了各相绕组电流的换相。在换相过程中，定子各相绕组在工作气隙内所形成的旋转磁场是跳跃式的。这种旋转磁场在 360 度电
角度范围内有三种磁状态，每种磁状态持续 120 度电角度。各相绕组电流与电动机转子磁场的相互关系如图 3 所示。图 3a）为
第一种状态，Fa 为绕组 A-A’通电后所产生的磁动势。显然，绕组电流与转子磁场的相互作用，使转子沿顺时针方向旋转；转过
120 度电角度后，便进入第二状态，这时绕组 A-A’断电，而 B-B’随之通电，即定子绕组所产生的磁场转过了 120 度，如图 3 
b）所示，电动机定子继续沿顺时针方向旋转；再转 120 度电角度，便进入第三状态，这时绕组 B-B’断电，C-C’通电，定子绕
组所产生的磁场又转过了 120 度电角度，如图 3 c）所示；它继续驱动转子沿顺时针方向转过 120 度电角度后就恢复到初始状
态。图 4 示出了各相绕组的导通顺序的示意图。

图 4 各相绕组的导通示意图

位置传感器
　　位置传感器在直流无刷电动机中起着测定转子磁极位置的作用，为逻辑开关电路提供正确的换相信息，即将转子磁钢磁极
的位置信号转换成电信号，然后去控制定子绕组换相。位置传感器种类较多，且各具特点。在直流无刷电动机中常见的位置传感
器有以下几种：电磁式位置传感器、光电式位置传感器、磁敏式位置接近传感器。
　　电磁式位置传感器在直流无刷电动机中，用得较多的是开口变压器。用于三相直流无刷电动机的开口变压器由定子和跟踪
转子两部分组成。定子一般有六个极，它们之间的间隔分别为 60 度，其中三个极上绕一次绕组，并相互串联后通以高频电源，
另外三个极分别绕上二次绕组 WA、WB、WC。它们之间分别相隔 120 度。跟踪转子是一个用非导磁材料做成的圆柱体，并在它上
面镶一块 120 度的扇形导磁材料。在安装时将它与电动机转轴相联，其位置对应于某一磁极。一次绕组所产生的高频磁通通过跟
踪转子上的到此材料耦合到二次绕组上，故在二次绕组上产生感应电压，而另外两相二次绕组由于无耦合回路同一次绕组相联，
其感应电压基本为零。随着电动机转子的转动，扇形片也跟着旋转，使之离开当前耦合一次绕组而向下一个一次绕组靠近。就这
样，随着电动机转子运动，在开口变压器二次绕组上分别感应出电压。扇形导磁片的角度一般略大于 120 度电角度，常采用