三相全波無刷電機的旋轉原理

下面將按照步驟①～⑥來說明無刷電機的旋轉原理。為了易于理解，這里將永磁體從圓形簡化成了矩形。

①在三相線圈中，設線圈1固定在時鐘的12點鐘方向上，線圈2固定在時鐘的4點鐘方向上，線圈3固定在時鐘的8點鐘方向上。設2極永磁體的N極在左側，S極在右側，并且可以旋轉。

使電流Io流入線圈1，以在線圈外側產生S極磁場。使Io/2電流從線圈2和線圈3流出，以在線圈外側產生N極磁場。

在對線圈2和線圈3的磁場進行矢量合成時，向下產生N極磁場，該磁場是電流Io通過一個線圈時所產生磁場的0.5倍大小，與線圈1的磁場相加變為1.5倍。這會產生一個相對于永磁體成90°角的合成磁場，因此可以產生最大扭矩，永磁體順時針旋轉。

當根據旋轉位置減小線圈2的電流并增加線圈3的電流時，合成磁場也順時針旋轉，永磁體也繼續旋轉。

②在旋轉了30°的狀態下，電流Io流入線圈1，使線圈2中的電流為零，使電流Io從線圈3流出。

線圈1的外側變為S極，線圈3的外側變為N極。當矢量合成時，產生的磁場是電流Io通過一個線圈時所產生磁場的√3（≈1.72）倍。這也會產生相對于永磁體的磁場成90°角的合成磁場，并順時針旋轉。

當根據旋轉位置減小線圈1的流入電流Io、使線圈2的流入電流從零開始增加、并使線圈3的流出電流增加到Io時，合成磁場也順時針旋轉，永磁體也繼續旋轉。

※假設各相電流均為正弦波形，則此處的電流值為Io × sin(π?3)=Io × √3?2 通過磁場的矢量合成，得到總磁場大小為一個線圈所產生磁場的(√3?2)2×2=1.5 倍。當各相電流均為正弦波時，無論永磁體的位置在哪，矢量合成磁場的大小均為一個線圈所產生磁場的1.5倍，并且磁場相對于永磁體的磁場成90°角。

③在繼續旋轉了30°的狀態下，電流Io/2流入線圈1，電流Io/2流入線圈2，電流Io從線圈3流出。

線圈1的外側變為S極，線圈2的外側也變為S極，線圈3的外側變為N極。當矢量合成時，產生的磁場是電流Io流過一個線圈時所產生磁場的1.5倍（與①相同）。這里也會產生相對于永磁體的磁場成90°角的合成磁場，并順時針旋轉。

④～⑥以①～③相同的方式旋轉。

這樣，如果不斷根據永磁體的位置依次切換流入線圈的電流，則永磁體將沿固定方向旋轉。同樣，如果使電流反向流動并使合成磁場方向相反，則會逆時針旋轉。

下圖連續顯示了上述①～⑥每個步驟的每個線圈的電流。通過以上介紹，應該可以理解電流變化與旋轉之間的關系了。