“通过改变电源的极性，DC电机的电枢可以轻松地向前和向后旋转。无刷DC永磁电机也是这样吗？”听S女士解释说，无刷DC永磁电机和有刷DC电机具有相同的运行机制，因此她请S女士参考。女士一时语塞，无言以对。稍微调整了一下思路，沈老师慢慢解释了小s的问题。需要注意的是，无刷DC永磁电机是靠转子位置传感器运行的，不可能通过改变电源极性来控制正反转！
无刷直流永磁电动机实现正反转方法
无刷DC永磁电机实现正反转有两种方式：
安装了两组转子位置传感器。
利用一套转子位置传感器，通过逻辑电路改变功率开关晶体管的导通顺序，从而实现电机的正反转。
可以说，转子位置传感器控制的功率开关晶体管的导通顺序决定了无刷DC永磁电机的电枢磁势矢量转向哪个方向，也就决定了电机的转向。真的不是由电源极性决定的。加载在无刷DC永磁电机电枢绕组上的电源极性总是变化的。
有刷直流永磁电动机正反转原理
为了分析无刷DC永磁电机的正反转原理，本文讨论了无刷DC永磁电机的正反转。
图1显示了有刷永磁DC电机的正反转原理。在图1(a)中磁极下电枢电流分布的情况下，从左手定则或毕奥萨法尔定律可知，电枢将顺时针旋转。如果改变电枢电流的方向，使其产生的电枢磁场与图1(a)所示方向相反，即电枢会逆时针旋转，如图1(b)所示。如果图1(b)中电枢电流的方向保持不变，并且定子磁场旋转180度电角度，如图1(c)所示，电枢将再次顺时针旋转。
图1
综合以上分析可以得出，只要定子和转子磁场中只有一个磁场，电机相对于原磁场方向旋转180电角度，就会改变旋转方向。因此，在有刷永磁DC电机中，通过改变电源电压的极性，可以改变电枢电流的方向，从而改变其旋转方向，实现正反转。实际接线如图2所示。
图2
无刷直流永磁电动机如何正反转？
无刷DC永磁电机的正反转不能通过改变电源电压的极性来实现，但其正反转原理与无刷DC永磁电机相同。图3示出了旋转期间四相星形无刷DC永磁电机的定子和转子磁场之间的关系。每相绕组的导通角为90电角度，其对应的驱动信号如图4所示。
图3
在图3中，我们可以看到：
1)当t=t1时，U相绕组通电，电流方向和转子永磁体位置如图3(a)所示状态，永磁体转子顺时针旋转。此时，如果W相绕组通电，定子磁场将相对于图3(a)中的状态旋转180电角度，并且如图3(a’)中的状态所示，永磁体转子将逆时针旋转。
2)当t=t2时，V相绕组通电，永磁转子顺时针旋转，如图3(b)所示状态。此时，如果图3(a’)逆时针转到图3(b’)所示的状态，定子磁场将与图3(b)所示的方向相同。此时永磁转子磁场将相隔180电角度，转子将继续逆时针旋转。
3)当t=t3时，W相绕组通电，永磁转子顺时针旋转，如图3(c)所示状态。此时，如果图3(b)逆时针转到图3(c)所示的状态，并且U相绕组被激励，定子磁场将相对于图3(c)所示的状态旋转180电角度，并且转子将如图3所示的状态逆时针旋转(
从上面的分析可以看出，当无刷DC永磁电机电枢绕组的通电状态按(a)-(b)-(c)-(d) -(a)的顺序连续变化时，永磁转子顺时针旋转；如果电枢绕组的通电状态以(a’)-(b’)-(c’)-(d’)-(a’)的顺序连续变化，永磁转子将逆时针旋转。比较状态(a)和(a’)、( b)和(b’)、( c)和(c’)、( d)和(d’)，可以发现它们之间的区别在于，或者换向电机的定子磁场与正转电机的定子磁场相差180电角度，或者换向电机的永磁转子磁场与正转电机的永磁转子磁场不同。这与有刷DC永磁电机实现正反转的原理是一致的。
图4
无刷直流永磁电机正反转控制原理图
如何实现无刷DC永磁电机电枢绕组通电状态在图3所示状态下从(a)-(b)-(c)-(d) -(a)到(a)-(c)-(d)-(a)的连续变化？电机电枢绕组的通电由驱动信号控制。当电机顺时针旋转时，其相绕组U、V、W和X分别对应于驱动信号UU、UV、UW和UX— 1。我们需要按照以下步骤改变驱动信号的驱动对象，从而控制无刷永磁同步电机反转或逆时针旋转。
010-350002
初始状态
在U相绕组应该通电的转子位置，U相绕组不通电，W相绕组通电，即此时驱动信号Uu驱动W相绕组，给W相绕组通电，从而实现从状态(a)到(a’)的切换。
转过90电角度
此时顺时针和逆时针旋转的转子磁极转向相反，即转子磁场相差180电角度，定子电枢磁场同向，这样逆时针旋转的转子磁极可以继续逆时针旋转。因此，同样的UV驱动V相绕组并给V相绕组通电，从而实现从状态(B)到(B’)的切换。
图5
转过180电角度
此时，顺时针和逆时针旋转的转子磁极转向相同的方向，即转子磁场与初始状态相差180电角度。在应该给W相绕组通电的转子位置，应该给U相绕组通电而不是给W相绕组通电，即此时用驱动信号UW驱动U相绕组给U相绕组通电，从而实现从状态(C)到(C’)的切换。
转过270电角度
此时，顺时针和逆时针旋转的转子磁极转向相反的方向，即转子磁场相差180电角度，只有当定子电枢磁场同向时，逆时针旋转的转子磁极才能继续逆时针旋转。因此，同一个UX驱动X相绕组并激励X相绕组，从而实现从状态(D)到(D’)的切换。
转过360电角度
回到初始状态，重复上述过程。
通过使用接触式或非接触式联动开关，可以将(a)-(b)-(c)-(d) -(a)的顺序连续改变为(a')-(b')-(c')-(d') -(a ')的顺序，从而实现电机从顺时针旋转到逆时针旋转的转变。图5是它的示意图，其中方框1是联动开关。
