1 机壳 2 转子杯 3 磁钢 4 内定子套

2-1 电机结构图

2.1 电枢无铁心

电枢无铁心是空心杯电机最显著的特点，对

于有刷空心杯电机来讲，转子无铁心，而对于无
刷空心杯电机而言，则是定子无铁心。

2.2 绕组采用三角形接法

一般的方波无刷直流电机都采用星型接法，

这是因为梯形波的 EMF 含有较大的三次谐波成

分,接成三角形时会产生较大的三次谐波环流，即

使在空载条件小，也会有相当大的损耗。但由于

空心杯电机的结构独特精巧，工艺难度大，空心

杯圆柱面由分布均匀蜂房线圈

[1]

按照一定的角

度绕制而成（如图 2-2），星型接法在生产上难于

实现，不利于批量生产，所以空心杯电机的绕组

结构一般采用三角形接法。

2.3 存在轴向和径向间隙

2.4 体积小，重量轻

图2-2 空心杯线圈

3 空心杯电机的无位置传感器控制

空心杯电机属于直流、微特电机，追求单位

体积能量转换密度最大化是空心杯电机设计的
目标之一，因此空心杯电机体积一般都比较小，
在这种情况下要么在电机内部根本无法安装霍
尔传感器，要么由于安装位置误差大而使检测精
度非常低，此外，在一些环境复杂的场合，如高
温、冷冻和腐蚀性环境中，霍尔传感器的可靠性
也会降低，甚至出错或者根本无法工作。而无位
置传感器的控制方式，由于其检测电路简单，运
行可靠等优点，必将成为空心杯电机控制系统的
发展趋势。目前国际上提出了许多无位置传感器
的位置检测方法，主要有反电势过零检测法、续
流二极管电流检测法、电感法

[4][5][6][7]

等，而反电

动势过零检测法是目前最常用、实现最简单的一
种无位置传感器运行方式，该方法是通过将检测
到的反电势过零点经过 30°延迟后作为一开关
信号。如图 3-1 所示。这种方法较适用于电机绕
组为 Y 型接法，两两导通的情况，而对于角型接
法的空心杯电机而言，虽然仍可以采用反电势过
零检测法，但换相规律则有所不同，现分析如下。

60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660

VT2

图 3-1 电枢绕组的反电动势波形及其星型连接二二导

通方式的导通规律

3.1 空心杯电机的数学模型