高效全相驱动无刷电机和驱动器电路的制作方法

高效全相驱动无刷电机和驱动器电路
1.本发明公开了高效全相驱动无刷电机和驱动器电路，包括无刷电机和无刷电机驱动器电路。
技术领域
2.本发明涉及无刷电机和无刷电机驱动器电路技术领域。


背景技术：

3.无刷电机由电机主体和驱动器电路组成，是一种典型的机电一体化产品。
4.在新能源电动汽车中广泛采用无刷电机，它的效率直接影响电动汽车的单次充电后的巡航里程，如何提高无刷电机的效率成为极为关键的因素。而提高无刷电机的功率也是使用中极为重要的因素，高效的电能驱动才能带来高效的能量转换从而带来更长的续航里程和节约能源，而提高无刷电机的功率密度也是重要的需求。在传统的无刷电机中，大量采用绕组线圈跨电枢齿的绕制方式，如三相绕组的无刷电机大部分是按跨过二个电枢齿绕制的，为了提高输出功率和绕组线圈利用率几乎都是延用三相交流电机的星型接法和三角接法，其每次通电都至少流过二相线圈，但因这二相线圈安装的物理位置的不同，当二组线圈同时通电驱动时在各个电枢齿产生的磁性往往都是按“南南无北北无南南无”的磁极分布，这之中的“无”实际上是在这一时刻一组绕组在该电枢齿产生南极，而同时另一组绕组在该电枢齿产生北极相互抵消所致，该部分电能实际上是浪费了，使得效能下降，对此，我称之为电损；对于电枢齿间的磁力泄露产生的磁损也要有足够重视。
5.由上述可以看到，为提高无刷电机的效率和性能就必须对绕组的绕制和驱动进行改进，减少电损以及磁损从而提高驱动效率以实现最佳的动力输出，从而提高新能源电动汽车的巡航里程，并且提高无刷电机的转矩和电机的轻量化也是极为关键的技术和国家对无刷电机的要求。


技术实现要素：

6.在本发明的高效全相驱动无刷电机中，无刷电机绕组的定子线圈的绕制方式是在单个电枢齿的相邻二个齿槽间绕制，同时对各相进行驱动，并且对转子的每一个南极和北极都也同时进行驱动，增大了转矩，每一个驱动时刻驱动全部各相绕组，增大了驱动功率和提高了绕组线圈利用率，故命名为高效全相驱动无刷电机和驱动器电路。
7.本发明的高效全相驱动无刷电机绕组的转子在内转子结构时是在绕有线圈的外定子内的径向充有永磁性的圆柱体磁性材料圆柱，该圆柱也可据制造工艺采用在圆柱形导磁体上镶嵌永磁体的方式构成，该圆柱体磁性材料可以是实心的也可以是空心的；在外转子结构时是在绕有线圈的内定子外的径向充有永磁性的圆环状磁性材料圆环，也可据制造工艺采用在圆环形物体上固定永磁体等方式构成。
8.本发明的高效全相驱动无刷电机对含有永磁体的转子的驱动方式是对定子线圈的全部绕组进行通电，对三相高效全相驱动无刷电机而言在每一个驱动状状态都给三相线
圈通电，驱动转子转动一个齿位，在下一个驱动状态也是三相线圈通电(但通电方向与前一次不同)，驱动转子又转动一个齿位，如此往复，从而构成转子的旋转，并且每次驱动都驱动转子上的全部南极和北极。
9.本发明的高效全相驱动无刷电机的驱动器电路由可调控制转速的pwm脉宽调制器，占空比调节器，用于进行多相驱动的或门电路，和带动各相绕组线圈的h桥式功率驱动器(一般是大功率mos管或者igbt复合全控型电压驱动式功率半导体器件模块)构成。
附图说明
10.图1是本发明的高效全相驱动无刷电机定子结构示意图(以内转子三相4磁极，12槽绕制为例)，m1是定子电枢，1到12是定子的电枢齿，h1，h2，h3带锁存的霍尔元件磁性位置传感器，亦可采用其他方式组成，t1 和t1-分别是l1相绕组的起始端和终止端，t2 和t2-分别是l2相绕组的起始端和终止端，t3 和t3-分别是l3相绕组的起始端和终止端，定子内绕组线上的箭头表示各个绕组在该电枢齿的绕向。
11.图2到图7是本发明的高效全相驱动无刷电机在各个驱动状态的工作意图(以内转子三相4磁极，外定子12槽为例，三相六驱动状态)，m2是永磁体内转子，s1，s2是永磁体内转子的南极，n1，n2是永磁体内转子的北极。m1是绕制线圈的外定子电枢，定子绕组线上的箭头表示该绕组此时电流的方向，电枢齿外的s和n表示该驱动状态时在这个电枢齿产生的南北极；h1，h2，h3是由霍尔元件构成的磁性位置传感器，当有南极靠近时输出低电平并且有锁存功能，当有北极靠近时输出转为高电平。
12.图8和图9都是本发明的以常用元件构成的驱动器电路的示意图(以三相驱动为例，对于n相电机可按此方式增加驱动相数)sw1是转动/停止开关，图9是后推式驱动电路，具体而言就是把当前应该处于驱动状态的绕组加上刚过去的驱动状态的绕组和下一个驱动状态的绕组共同进行驱动，如当前驱动状态是驱动l1时，是用绕组l3加上绕组l2来驱动；图8是前推式驱动电路，具体而言就是把当前应该驱动的绕组加上将要驱动状态的下二个绕组共同进行驱动，如当前驱动状态是驱动l1时，是用绕组l1加上绕组l2和绕组l3来驱动；他们二者没有根本的区别，只是要移动磁性传感器安装的位置，在下面的具体实施方式中以图8前推式驱动电路来描述。
13.图10为本发明的h桥式功率驱动器电路示意图(以三相驱动为例，对于n相电机可按此增加驱动相数)。
14.图11是使用stm32f103vet6微控制器mcu组成的可以控制二相到六相的控制电路图。
15.图12为本发明的在单个电枢齿的相邻二个齿槽间绕制绕组的示意图(以内转子三相4磁极，外定子12槽为例)，1到12是定子的电枢齿，h1，h2，h3是磁性位置传感器，t1 和t1-分别是t1相绕组的起始端和终止端，t2 和t2-分别是t2相绕组的起始端和终止端，t3 和t3-分别是t3相绕组的起始端和终止端，定子内绕组线上的箭头表示各个绕组在该电枢齿的绕向。
16.图13为本发明在以二相四磁极八槽时，在单个电枢齿的相邻二个齿槽间绕制绕组的示意图，1到8是定子的电枢齿，h1，h2，h3，h4是磁性位置传感器，t1 和t1-分别是t1相绕组的起始端和终止端，t2 和t2-分别是t2相绕组的起始端和终止端，定子内绕组线上的箭
头表示各个绕组在该电枢齿的绕向。
17.图14是二相高效全相驱动无刷电机驱动电路的h桥式功率驱动部分电路图。
18.图15到图18是二相高效全相驱动无刷电机的四个驱动状态图。
19.图19是在二倍槽状态，整数k等于2时，在各相绕组是绕制后再两相并联为一相绕组情况时，这时高效全相驱动无刷电机的定子电枢槽数等于永磁体转子南北磁极之和的数量乘相数的2倍，各相绕组是绕制后再两相并联为一相绕组情况时(以二相二磁极为例)的定子结构图，图中线上箭头表示绕制方向。
20.图20是在二倍槽状态，整数k等于2时，相邻二个电枢齿是同一相绕组串联并且相同方向绕制时(以二相二磁极为例)的定子结构图，图中线上箭头表示绕制方向。
21.图21为本发明在以四相二磁极八槽时，在单个电枢齿的相邻二个齿槽间绕制绕组的示意图，1到8是定子的电枢齿，h1到h8是磁性位置传感器。
22.图22是四相高效全相驱动无刷电机驱动电路的h桥式功率驱动部分电路图。
23.图23到图30是四相高效全相驱动无刷电机的八个驱动状态图。
24.图31为本发明在以五相二磁极十槽时，在单个电枢齿的相邻二个齿槽间绕制绕组的示意图，1到10是定子的电枢齿，h1到h10是磁性位置传感器。
25.图32是五相高效全相驱动无刷电机驱动电路的h桥式功率驱动部分电路图。
26.图33到图35是本发明在六相二磁极十二槽时，在单个电枢齿的相邻二个齿槽间绕制绕组的示意图，1到12是定子的电枢齿，h1到h12是磁性位置传感器。
27.图36和图37是六相高效全相驱动无刷电机驱动电路的h桥式功率驱动部分电路图。
28.在上面结构图中tx 和tx-分别表示lx相绕组的起始端和终止端，绕组线上的箭头表示各个绕组在该电枢齿的绕向。
29.图38是本发明的外转子高效全相驱动无刷电机结构示意图(以外转子三相4磁极，12槽为例，采用单个电枢齿绕制的绕制方法)，m2是永磁体外转子，m1是绕制线圈的内定子电枢，n和s是永磁体外转子的4个南北极，us，un是某一时刻l1相绕组通电时定子上该电枢齿产生的南极和北极，vs，vn是另一时刻l2相绕组通电时定子上该电枢齿产生的南极和北极，ws，wn是不同时刻l3相绕组通电时定子上该电枢齿产生的南极和北极，h1，h2，h3是磁性位置传感器。绕组线圈绕制方法和内转子结构相同，同一相绕组在单个电枢齿的相邻二个齿槽间绕制和相邻二个线圈绕制方向相反，为清晰起见此处省去未画。
具体实施方式
30.本发明的高效全相驱动无刷电机定子槽数倍数于永磁转子南北磁极的数量乘相数。在倍数k＝1时。以三相绕组，二对4磁极为例，槽数等于3相乘4极为12槽；如果采用六对12磁极，就为36槽；在倍数k＝2时。以三相绕组，二对4磁极为例，槽数等于3相乘4极为12槽乘2等于24槽；如果采用六对12磁极，就为72槽。
31.在传统的无刷电机中，大量采用的绕组线圈跨电枢齿的绕制方式，如三相绕组的无刷电机大多数是按跨过二个电枢齿绕制的，为了提高输出功率和绕组线圈利用率几乎都是延用三相交流电机的星型接法和三角接法，其每次通电都至少流过二相线圈，由于这二相线圈安装的物理位置的不同，当二组线圈通电驱动时在各个电枢齿产生的磁性往往都是
按“南南无北北无南南无”的磁极分布，这之中的“无”实际上是一组绕组在该电枢齿产生南极，而同时另一组绕组在该电枢齿产生北极相互抵消所致，产生电能的浪费，也就是电能损耗。为了避免这一缺点，本发明的高效全相驱动无刷电机绕组的定子线圈的绕制方式是在单个电枢齿的相邻二个齿槽间绕制，并且同一相绕组的相邻二个线圈绕制方向相反，即在单个的电枢齿两边槽绕制同一相绕组的部分线圈，这样绕制的好处也在于减少了漏磁引起的磁能损耗，我称之为磁损(在传统的电机理论中往往只有铜损和铁损，而实际上电损和磁损也存在)。以三相绕组为例，即一相绕组(l1相)在一个槽(槽1)和相邻一个槽(槽2)围绕电枢齿1绕，绕到所需要的匝数后，下一相绕组(l2相)在这个相邻的槽(槽2)和下一个相邻的槽(槽3)围绕电枢齿2绕，绕制待所需要的匝数后，再在这个槽(槽3)和再下一个槽(槽4)围绕电枢齿3绕，绕制下一相绕组(l3相)到所需要的匝数后，如此再围绕电枢齿4，电枢齿5，电枢齿6分别进行反方向绕制各相绕组l1，l2，l3(对三相情况)的下一组线圈，如此保持同一相绕组的相邻二个线圈绕制方向相反直到绕制完毕，对于更多n相的电机也有同样的绕组方式。各相绕组的二端分别接到高效全相驱动无刷电机驱动器上各自的h桥式桥式功率驱动器件上。
32.单电枢齿绕制的另一个极大好处是磁力集中而漏磁少，如通常的三相无刷电机至少要跨2个电枢齿绕制，以图2为例就是要在如在电枢齿1左边和电枢齿3右边绕制，使磁力线分散和中间的电枢齿的二边槽都形成磁阻，并且电枢齿2产生的磁力线也将经电枢齿1和电枢齿3形成磁力回路，从而部分抵消电枢齿1和电枢齿3产生的与电枢齿2产生相同极性的的磁力线；同样电枢齿2也会部分抵消电枢齿1和电枢齿3产生的相同极性的的磁力线。跨电枢齿绕制将使最后的磁力是三个物理位置不同的电枢齿各自产生的磁力的矢量和，而矢量和必然有部分分量相互抵消带来电能驱动效率下降，而单电枢齿绕制完全避开了上述缺点，并且单电枢齿绕制的铜耗低于跨电枢齿绕制。
33.带动绕组通电的功率驱动器件由igbt复合全控型电压驱动式功率半导体器件组成，亦可采用大功率mos管和其它大功率功率器件。
34.在无刷电机中，对于安装有永磁体的转子，其转子上磁极位置常用霍尔元件来检测，也可以在转子转轴上安装打有孔的圆盘配合光电元件进行检测，还可以用旋转变压器来进行检测，这都是无刷电机中永磁体的转子上磁极位置常用的检测技术。就是霍尔元件也分为带锁存和不带锁存以及线性特性三种方式。
35.为便于理解，下面先从图1到图10先以常见的带锁存的霍尔元件结合图8以常用元件构成的前推式驱动电路来说明其全相驱动工作原理和具体的实现方式(后面再讲述用微控制器mcu来构成的实现方式)：
36.sw1转动/停止开关处于断开(转动)状态时，u13到u18每一个的其中一个输入端都处于高电平状态。
37.图2到图7上面在定子外面线端上的箭头分别表示在各个驱动状态下电流流经的方向。
38.在本发明中对于图8相数为三的高效全相驱动无刷电机的磁性位置传感器分别产生出h1，h2，h3信号并经反相器ic1后分别输入到3线8线译码器ic2，分别对x1到x6给出电平，当给出的电平为高h时对应驱动后面的y1到y6。
39.驱动电路参考图8和图10，下面对于各个驱动状态结合图2到图7描述：
40.驱动状态1：如图2当永磁体转子的其中一个南极s1在电枢齿3和霍尔元件h1附近时，h1，h2，h3输出为l，h，h；译码器ic2输出端x1到x6输出为h，l，l，l，l，l使y1，y2，y3为高电平，y1输出的高电平分二路，一路到三极管q1使它导通，从而经sh1使光电耦合器ic5导通去驱动t1这个igbt导通，另一路高电平信号在u13与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl1到ic8场效应管驱动器去驱动t4这个igbt导通，动力电源 v经t1流经t1 绕组到t1-再经t4到地，电流方向为t1到t4，在图2电枢齿1和7上产生南极s；分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿4和10上产生北极n；分别驱动转子上的北极n1和n2；而y2输出的高电平也分二路，一路到三极管q2使它导通，从而经sh2使光电耦合器ic9导通去驱动t5这个igbt导通，另一路高电平信号在u14与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl2到ic12场效应管驱动器去驱动t8这个igbt导通，动力电源 v经t5流经t2 绕组到t2-再经t8到地，电流方向为t5到t8，在图2电枢齿2和8上产生南极s；也分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿5和11上产生北极n；也分别驱动转子上的北极n1，和n2；第三路y3输出的高电平也分二路，一路到三极管q3使它导通，从而经sh3使光电耦合器ic13导通去驱动t9这个igbt导通，另一路高电平信号在u15与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl3到ic16场效应管驱动器去驱动t12这个igbt导通，动力电源 v经t9流经t3 绕组到t3-再经t12到地，电流方向为t9到t12，在图2电枢齿3和9上产生南极s；也分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿6和12上产生北极n；也分别驱动转子上的北极n1，和n2。定子产生的南s共同驱动了转子上的南极并吸引了转子上的北极往前转动；产生的北n共同驱动了转子上的北极并吸引了转子上的南极往前转动；使转子转动一个电枢齿位，完成第一个驱动状态。
41.驱动状态2：经第一次驱动状态后，如图3转子南极s1转动到电枢齿4附近时，h1，h2，h3输出为l，l，h；译码器ic2输出端x1到x6输出为l h，l，l，l，l，使y2，y3，y4为高电平，y2输出的高电平分二路，该高电平信号一路到三极管q2使它导通，从而经sh2使光电耦合器ic9导通去驱动t5这个igbt导通，另一路高电平信号在u14与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl2到ic12场效应管驱动器去驱动t8这个igbt导通，动力电源 v经t5流经t2 绕组到t2-再经t8到地，电流方向为t5到t8，在图3电枢齿2和8上产生南极s；分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿5和11上产生北极n；分别驱动转子上的北极n1和n2；而y3输出的高电平也分二路，一路到三极管q3使它导通，从而经sh3使光电耦合器ic13导通去驱动t9这个igbt导通，另一路高电平信号在u15与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl3到ic16场效应管驱动器去驱动t12这个igbt导通，动力电源 v经t9流经t3 绕组到t3-再经t12到地，电流方向为t9到t12，在图3电枢齿3和9上产生南极s；也分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿6和12上产生北极n；也分别驱动转子上的北极n2，和n1；第三路y4输出的高电平也分二路，一路到三极管q4使它导通，从而经sh4使光电耦合器ic7导通去驱动t3这个igbt导通，另一路高电平信号在u16与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl4到ic6场效应管驱动器去驱动t2这个igbt导通，动力电源 v经t3流经t1-绕组到t1 再经t2到地，电流方向为t3到t2，在图3电枢齿4和10上产生南极s；也分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿7和1上产生北极n；也分别驱动转子上的北极n1，和n2。定子产生的南s共同驱动了转子上的南极并吸引了转子上的北极往前转动；产生的北n共同驱动了转子上的北极并吸引了转子上的南极往前转动；使转子转动一个电枢齿
位完成第二个驱动状态。
42.驱动状态3：经第二次驱动状态后，如图4转子南极s1转动到电枢齿5附近时，h1，h2，h3输出为h，l，h；译码器ic2输出端x1到x6输出为l，l，h，l，l，l使y3，y4，y5为高电平，y3输出的高电平分二路，一路到三极管q3使它导通，从而经sh3使光电耦合器ic13导通去驱动t9这个igbt导通，u9给出的另一路高电平信号在u15与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl3到ic16场效应管驱动器去驱动t12这个igbt导通，动力电源 v经t9流经t3 绕组到t3-再经t12到地，电流方向为t9到t12，在图4电枢齿3和9上产生南极s；分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿6和12上产生北极n；分别驱动转子上的北极n2和n1；而y4输出的高电平也分二路，一路到三极管q4使它导通，从而经sh4使光电耦合器ic7导通去驱动t3这个igbt导通，另一路高电平信号在u16与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl4到ic6场效应管驱动器去驱动t2这个igbt导通，动力电源 v经t3流经t1-绕组到t1 再经t2到地，电流方向为t3到t2，在图4电枢齿4和10上产生南极s；也分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿7和1上产生北极n；也分别驱动转子上的北极n2和n1；第三路y5输出的高电平也分二路，一路到三极管q5使它导通，从而经sh5使光电耦合器ic11导通去驱动t7这个igbt导通，另一路高电平信号在u17与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl5到ic10场效应管驱动器去驱动t6这个igbt导通，动力电源 v经t7流经t2-绕组到t2 再经t6到地，电流方向为t7到t6，在图4电枢齿5和11上产生南极s；也分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿8和2上产生北极n；也分别驱动转子上的北极n1，和n2。定子产生的南s共同驱动了转子上的南极并吸引了转子上的北极往前转动；产生的北n共同驱动了转子上的北极并吸引了转子上的南极往前转动；使转子转动一个电枢齿位完成第三个驱动状态。
43.驱动状态4：经第三次驱动状态后，如图5转子南极s1转动到电枢齿6附近，h1，h2，h3输出为h，l，l；译码器ic2输出端x1到x6输出为l，l，l，h，l，l使y4，y5，y6为高电平，y4输出的高电平分二路，一路到三极管q4使它导通，从而经sh4使光电耦合器ic7导通去驱动t3这个igbt导通，另一路高电平信号在u16与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl4到ic6场效应管驱动器去驱动t2这个igbt导通，动力电源 v经t3流经t1-绕组到t1 再经t2到地，电流方向为t3到t2，在图5电枢齿4和10上产生南极s；分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿7和1上产生北极n；分别驱动转子上的北极n2和n1；而y5输出的高电平也分二路，一路到三极管q5使它导通，从而经sh5使光电耦合器ic11导通去驱动t7这个igbt导通，另一路高电平信号在u17与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl5到ic10场效应管驱动器去驱动t6这个igbt导通，动力电源 v经t7流经t2-绕组到t2 再经t6到地，电流方向为t7到t6，在图5电枢齿5和11上产生南极s；也分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿8和2上产生北极n；也分别驱动转子上的北极n2和n1；第三路y6输出的高电平也分二路，一路到三极管q6使它导通，从而经sh6使光电耦合器ic15导通去驱动t11这个igbt导通，另一路高电平信号在u18与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl6到ic14场效应管驱动器去驱动t10这个igbt导通，动力电源 v经t11流经t3-绕组到t3 再经t10到地，电流方向为t11到t10，在图5电枢齿6和12上产生南极s；也分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿9和3上产生北极n；也分别驱动转子上的北极n1，和n2。定子产生的南s共同驱动了转子上的南极并吸引了转子上的北极往前转动；产生的北n共同驱动了
转子上的北极并吸引了转子上的南极往前转动；使转子转动一个电枢齿位完成第四个驱动状态。
44.驱动状态5：经第四次驱动状态后，如图6转子南极s1转动到电枢齿7附近，h1，h2，h3输出为h，h，l；译码器ic2输出端x1到x6输出为l，l，l，l，h，l使y5，y6，y1为高电平，y5输出的高电平分二路，一路到三极管q5使它导通，从而经sh5使光电耦合器ic11导通去驱动t7这个igbt导通，另一路高电平信号在u17与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl5到ic10场效应管驱动器去驱动t6这个igbt导通，动力电源 v经t7流经t2-绕组到t2 再经t6到地，电流方向为t7到t6，在图6电枢齿5和11上产生南极s；分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿8和2上产生北极n；分别驱动转子上的北极n2和n1；而y6输出的高电平也分二路，一路到三极管q6使它导通，从而经sh6使光电耦合器ic5导通去驱动t11这个igbt导通，另一路高电平信号在u18与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl6到ic14场效应管驱动器去驱动t10这个igbt导通，动力电源 v经t11流经t3-绕组到t3 再经t10到地，电流方向为t11到t10，在图6电枢齿6和12上产生南极s；也分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿9和3上产生北极n；也分别驱动转子上的北极n2和n1；第三路y1输出的高电平也分二路，一路到三极管q1使它导通，从而经sh1使光电耦合器ic5导通去驱动t1这个igbt导通，另一路高电平信号在u13与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl1到ic8场效应管驱动器去驱动t4这个igbt导通，动力电源 v经t1流经t1 绕组到t1-再经t4到地，电流方向为t1到t4，在图6电枢齿7和1上产生南极s；也分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿10和4上产生北极n；也分别驱动转子上的北极n1，和n2。定子产生的南s共同驱动了转子上的南极并吸引了转子上的北极往前转动；产生的北n共同驱动了转子上的北极并吸引了转子上的南极往前转动；使转子转动一个电枢齿位完成第五个驱动状态。
45.驱动状态6：经第五次驱动状态后，如图7转子南极s1转动到电枢齿8附近，h1，h2，h3输出为l，h，l；译码器ic2输出端x1到x6输出为l，l，l，l，l，h使y6，y1，y2为高电平，y6输出的高电平分二路，一路到三极管q6使它导通，从而经sh6使光电耦合器ic15导通去驱动t11这个igbt导通，另一路高电平信号在u18与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl6到ic14场效应管驱动器去驱动t10这个igbt导通，动力电源 v经t11流经t3-绕组到t3 再经t10到地，电流方向为t11到t10，在图7电枢齿6和12上产生南极s；分别驱动转子上的南极s1，和s2，在电枢齿9和3上产生北极n；分别驱动转子上的北极n2和n1；而y1输出的高电平也分二路，一路到三极管q1使它导通，从而经sh1使光电耦合器ic5导通去驱动t1这个igbt导通，另一路高电平信号在u13与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl1到ic8场效应管驱动器去驱动t4这个igbt导通，动力电源 v经t1流经t1 绕组到t1-再经t4到地，电流方向为t1到t4，在图7电枢齿7和1上产生南极s；也分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿10和4上产生北极n；也分别驱动转子上的北极n2和n1；第三路y2输出的高电平也分二路，一路到三极管q2使它导通，从而经sh2使光电耦合器ic9导通去驱动t5这个igbt导通，另一路高电平信号在u14与ic3输出的可变占空比的pwm信号相与后输出pwm驱动信号sl2到ic12场效应管驱动器去驱动t8这个igbt导通，动力电源 v经t5流经t2 绕组到t2-再经t8到地，电流方向为t5到t8，在图6电枢齿8和2上产生南极s；也分别驱动转子上的南极s1和s2，在电枢齿11和5上产生北极n；也分别驱动转子上的北极n1和n2。定子产
生的南s共同驱动了转子上的南极并吸引了转子上的北极往前转动；产生的北n共同驱动了转子上的北极并吸引了转子上的南极往前转动；使转子转动一个电枢齿位完成第六个驱动状态。
46.经驱动状态6后，转子上s2南极到了图2上s1南极位置，往后重复驱动状态1到驱动状态6的过程，形成电机转子的连续运转，每一次驱动状态都是全部定子线圈通有驱动电流的电枢齿同时对转子上的全部南极和北极进行了驱动，各相绕组都通电参与工作，线圈使用效率达到100％，电机功率密度从驱动方式来讲是达到最大。
47.当停转开关sw1接通时，ic2输出x1到x6全部为低电平使得q1到q6都截止从而使sh1到sh6都关掉，同时u13到u18的一个输入端为低电平，而使sl1到sl6都输出为低电平，从而使t1到t12的mos/igbt驱动器都处于关断状态，电机停转。
48.图8和图9中ic4由mc1555和外围元件产生比动力电源 v高15v左右的电源 vh供给光电耦合器用。
49.图8和图9中的v1是脉冲宽度调制信号的频率调节器，v2调节脉冲宽度调制信号占空比从而调节电机转子的转速。
50.图10是本发明的用于相数为三的高效全相驱动无刷电机的h桥式功率驱动器件构成电路，它由二组串联的复合全控型电压驱动式功率半导体器件组成的左臂和另外二组串联的复合全控型电压驱动式功率半导体器件组成的右臂所构成的h桥式功率驱动器组成，各相绕组的起始端和终止端都接于各自的h桥式功率驱动器左臂和右臂的中点上，每组h桥式功率驱动器的左臂和右臂的上下部控制端都分别由4个不同的信号控制，功率驱动器件亦可以采用大功率mos场效应管。
51.由于社会的发展，许多原来由普通电子元器件构成的电路往往可以用微控制器mcu来加以实现，并且不少mcu具有脉冲宽度调制pwm功能，并具有多种总线，如usb总线和can总线等，使用时参见其说明文件加以应用就可以，如意法半导体公司生产的stm32f103等系列微控制器mcu。图11给出了使用stm32f103vet6微控制器组成的可以控制二相到六相的控制电路图，其中霍尔磁性传感器h1到h12的输出信号输入到ic1微控制器mcu的i/o口，ic1微控制器带有脉冲宽度调制pwm功能的输出口输出sl1到sl12带有脉冲宽度调制pwm的脉冲，ic1微控制器mcu的另外的i/o口输出sh1到sh12信号(高电平有效)，从而就可以实现如图8用普通电子元器件构成电路的功能，并且具有了多种通讯接口(为清晰起见未画于图中)。图11中ic4部分和图8中一样，由mc1555和外围元件产生比动力电源 v高15v左右的电源 vh供给光电耦合器用。图11中，sw1是正/反转开关，sw2是运转/停止开关，v1是用于调节转速的电位器。
52.在研发过程中我们发现，带锁存的霍尔磁性位置传感器由于品质的不同而往往使各个驱动状态下转子转动的路程不相同，有的驱动转态转子转动一点点角度就进入下一个驱动转态，而有的驱动转态转子要转动比较大的角度才能进入下一个驱动转态。而不带锁存的霍尔磁性位置传感器由于其位置固定，往往使各个驱动状态下转子转动的路程基本相同，这一点与在转子转轴上安装打有孔的圆盘配合光电元件进行检测和用旋转变压器来进行检测有相似效果，虽然在传感器数量上比锁存的霍尔磁性位置传感器多一倍，但从提高电机性能来讲还是值得推荐的。图12展示了三相4磁极12槽电机单个电枢齿绕制的绕制方法和六个不带锁存的霍尔磁性位置传感器的安装构成。
53.带锁存的霍尔磁性位置传感器和不带锁存的霍尔磁性位置传感器这二种方式(相应地可以采用带锁存的光电位置传感器和不带锁存的光电位置位置传感器，以及采用带锁存的旋转变压器传感器和不带锁存的旋转变压器位置传感器)，都可以应用于用微控制器mcu来制作的控制器，仅是输入到微控制器mcu表示磁极状态的十六进制的数值不同，二者并没有根本的区别，如在图8中带锁存的霍尔磁性位置传感器给出的十六进制数值(反码)分别是0x06，0x04，0x05，0x01，0x03，0x02；而在图12中不带锁存的霍尔磁性位置传感器给出的十六进制(反码)对应的将是0x3e，0x3d，0x3b，0x37，0x2f，0x1f。应用在图11中(没有用到的霍尔元件不接，对应的输出全部接地)在程序中仅需将状态判断代码代换即可，如第一个状态：
54.带锁存的霍尔磁性位置传感器给出的十六进制数值是0x06
55.case 0x06：//state 1：
56.tim1-＞ccr1＝gt_pwm.pwm_curr_arr；//pe9
57.tim1-＞ccr2＝gt_pwm.pwm_curr_arr；//pe11
58.tim1-＞ccr3＝gt_pwm.pwm_curr_arr；//pe13
59.tim1-＞ccr4＝0；//pe14
60.tim4-＞ccr1＝0；//pd12
61.tim4-＞ccr2＝0；//pd13
62.pd8＝h；pd9＝h；pd10＝h；pa8＝l；pa9＝l；pa10＝l；//io
63.break；
64.与此对应的不带锁存的霍尔磁性位置传感器给出的十六进制数值是0x3e，将case0x06：//state1改写为case0x3e：//state1即可。该状态的使得pd8，pd9，pd10输出高电平，而pe9，pe11，pe13输出带有脉宽调制pwm的脉冲，使得图10上t1，t4导通，电流由t1 到t1-方向流过绕组l1；t5，t8导通，电流由t2 到t2-方向流过绕组l2；t9，t12导通，电流由t3 到t3-方向流过绕组l3。
65.需要提起注意的是由于具体的转子产生的磁场图形不同，有的转子磁极图形是马鞍型，为了使定子和转子的磁场的相互作用力保持良好的角度关系以使运转顺畅，霍尔磁性位置传感器的具体位置会有一定位移，这要由具体的电机经实验来确定。
66.下面结合用微控制器mcu和不带锁存的霍尔磁性位置传感器来讲述二相到六相高效全相驱动无刷电机工作实现：
67.图13展示了四磁极8槽相数为二的高效全相驱动无刷电机的单个电枢齿绕制的绕制方法，m1是定子电枢，1到8是定子的电枢齿，h1，h2，h3和h4是不带锁存的霍尔元件磁性位置传感器，t1 和t1-分别是l1相绕组的起始端和终止端，t2 和t2-分别是l2相绕组的起始端和终止端，定子内绕组线上的箭头表示各个绕组在该电枢齿的绕向。二组绕组线圈每一个驱动周期其驱动方式由下面4个驱动状态组合而成(图15到图18线上的箭头表示电流方向)：
68.驱动状态1时(图15)，霍尔元件磁性位置传感器h1，h2，h3，h4输出为l，h，h，h其十六进制数值为0e，图11上ic1输出pd8＝h，pd9＝h，使sh1，sh2为低电平，图14的t1，t5导通；图11上ic1输出端pe9，pe11输出含有脉宽调制的pwm波到sl1，sl2使图14的t4，t8导通，使电源 v的电流流向t1 到t1-，t2 到t2-；电枢齿1电枢齿2产生南极s，电枢齿3电枢齿4产生北
极n，驱使转子上南极s1转动(其他各电枢齿和转子磁极关系也如图15所示)使得转子转动一个电枢齿位进入如图16所示的驱动状态2。
69.驱动状态2时(图16)，霍尔元件磁性位置传感器h1，h2，h3，h4输出为h，l，h，h其十六进制数值为0x0d，图11上ic1输出pd9＝h，pd10＝h，使sh2，sh3为低电平，图14的t5，t3导通；图11上ic1输出端pe11，pe13输出含有脉宽调制的pwm波到sl2，sl3使图14的t2，t8导通，使电源 v的电流流向t2 到t2-，t1-到t1 ；电枢齿2电枢齿3产生南极s，电枢齿4电枢齿5产生北极n，驱使转子上南极s1转动(其他各电枢齿和转子磁极关系也如图16所示)使得转子转动一个电枢齿位进入如图17所示的驱动状态3。
70.驱动状态3时(图17)，霍尔元件磁性位置传感器h1，h2，h3，h4输出为h，h，l，h其十六进制数值为0x0b，图11上ic1输出pd10＝h，pa8＝h，使sh3，sh4为低电平，图14的t3，t7导通；图11上ic1输出端pe13，pe14输出含有脉宽调制的pwm波到sl3，sl4使图14的t2，t6导通，使电源 v的电流流向t1-到t1 ，t2-到t2 ；电枢齿3电枢齿4产生南极s，电枢齿5电枢齿6产生北极n，驱使转子上南极s1转动(其他各电枢齿和转子磁极关系也如图17所示)使得转子转动一个电枢齿位进入如图18所示的驱动状态4。
71.驱动状态4时(图18)，霍尔元件磁性位置传感器h1，h2，h3，h4输出为h，h，h，l其十六进制数值为0x07，图11上ic1输出pa8＝h，pd8＝h(由程序编写时设置)，使sh4，sh1为低电平，图14的t7，t1导通；图11上ic1输出端pe14，pe9(由程序编写时设置)输出含有脉宽调制的pwm波到sl4，sl1使图14的t6，t4导通，使电源 v的电流流向t2-到t2 ，t1 到t1-；电枢齿4电枢齿5产生南极s，电枢齿6电枢齿7产生北极n，驱使转子上南极s1转动(其他各电枢齿和转子磁极关系也如图18所示)使得转子转动一个电枢齿位进入如图15所示的驱动状态1(仅由s2取代s1)，从而完成了一个完整的驱动周期。
72.为了增大电机的功率密度，人们也将槽数增大了一倍，以绕制更多的导线，在增大一倍时，整数k等于2时，高效全相驱动无刷电机的定子电枢槽数等于永磁体转子南北磁极之和的数量乘相数的2倍，在各相绕组是绕制后再两相并联为一相绕组情况时如图19所示(以二相二磁极为例)，定子同一相绕组的相邻两个线圈绕向相反并中间相隔绕制的相数减一的电枢齿数；在相邻二个电枢齿是同一相绕组串联并且相同方向绕制时如图20所示(以二相二磁极为例)，此时视二个电枢齿为一个电驱齿，定子同一相绕组的相邻两个电驱齿线圈绕向相反并中间相隔相数减一的电驱齿数，同一相绕组是在单个电枢齿的相邻二个齿槽间绕制，然后在相邻的下一个电枢齿的相邻二个齿槽间按同样方式绕制，成为一个电驱齿数，在相隔相数减一的电驱齿数后以与前一组线圈的绕向相反方式在二个电枢齿绕制该相绕组的下一个线圈，重复这方法直到定子各电枢齿上线圈都绕制完成，图19和图20绕线上的箭头表示绕线方向。对于多相高效全相驱动无刷电机也是按此二种方式之一绕制，永磁体转子的磁极数量与相数和定子电枢槽数的关系是：定子电枢槽数等于永磁体转子南北磁极之和的数量乘相数再乘整数k，相数大于等于2，整数k大于等于1。如k＝2时的三相8极高效全相驱动无刷电机，其定子电枢槽数等于8x3x2＝48槽。
73.在上面我们描述了相数为二和三的高效全相驱动无刷电机的绕制以及驱动，下面针对四，五，六相高效全相驱动无刷电机进行描述。
74.图21展示了二磁极相数为四的高效全相驱动无刷电机的绕制及不带锁存的磁性位置传感器的方式，图上线上的箭头是表示绕制的方向，t1 和t1-分别是第一相绕组l1的
起始端和末尾端，t2 和t2-分别第二相绕组l2的起始端和末尾端，t3 和t3-分别是第三相绕组l3的起始端和末尾端，t4 和t4-分别是第四相绕组l4的起始端和末尾端。
75.下面结合图11和图22进行描述：
76.驱动状态1时(图23)，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8输出为l，h，h，h，h，h，h，h而ic1的pd8，pd9，pd10，pa8输出为高电平h，使sh1，sh2，sh3，sh4为低电平l，使图22中t1，t5，t9，t13导通，ic1的pe9，pe11，pe13，pe14输出pwm波，使图22中t4，t8，t12，t16导通，绕组l1，l2，l3，l4通电，为其电流流向为t1 到t1-，t2 到t2-，t3 到t3-，t4 到t4-，驱使转子反时针转动到下一位置图24。
77.驱动状态2时(图24)，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8输出为h，l，h，h，h，h，h，h而ic1的pd9，pd10，pa8，pa9输出为高电平h，使sh2，sh3，sh4，sh5为低电平l，使图22中t5，t9，t13，t3导通，ic1的pe11，pe13，pe14，pd12输出pwm波，使图22中t8，t12，t16，t2导通，绕组l2，l3，l4，l1通电，其电流流向为t2 到t2-，t3 到t3-t4 到t4-，t1-到t1 ，驱使转子反时针转动到下一位置图25。
78.驱动状态3时(图25)，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8输出为h，h，l，h，h，h，h，h而ic1的pd10，pa8，pa9，pa10输出为高电平h，使sh3，sh4，sh5，sh6为低电平l，使图22中t9，t13，t3，t7导通，ic1的pe13，pe14，pd12，pd13输出pwm波，使图22中t12，t16，t2，t6导通，使绕组l3，l4，l1，l2通电，其电流流向为t3 到t3-，t4 到t4-，t1-到t1 ，t2-到t2 ，驱使转子反时针转动到下一位置图26。
79.驱动状态4时(图26)，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8输出为h，h，h，l，h，h，h，h而ic1的pa8，pa9，pa10，pc10输出为高电平h，使sh4，sh5，sh6，sh7为低电平l，使图22中t13，t3，t7，t11导通，ic1的pe14，pd12，pd13，pd14输出pwm波，使图22中t16，t2，t6，t10导通，绕组l4，l1，l2，l3通电其电流流向为t4 到t4-，t1-到t1 ，t2-到t2 ，t3-到t3 驱使转子反时针转动到下一位置图27。
80.驱动状态5时(图27)，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8输出为h，h，h，h，l，h，h，h而ic1的pa9，pa10，pc10，pc11输出为高电平h，使sh5，sh6，sh7，sh8为低电平l，使图22中t3，t7，t11，t15导通，ic1的pd12，pd13，pd14，pd15，输出pwm波，使图22中t2，t6，t10，t14导通，绕组l1，l2，l3，l4通电，其电流流向为t1-到t1 ，t2-到t2 ，t3-到t3 ，t4-到t4 ，驱使转子反时针转动到下一位置图28。
81.驱动状态6时(图28)，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8输出为h，h，h，h，h，l，h，h而ic1的pa10，pc10，pc11，pd8输出为高电平h，使sh6，sh7，sh8，sh1为低电平l，使图22中t7，t11，t15，t1导通，ic1的pd13，pd14，pd15，pe9输出pwm波，使图22中t6，t10，t14，t4导通，绕组l2，l3，l4，l1通电，其电流流向为t2-到t2 ，t3-到t3 ，t4-到t4 ，t1 到t1-，驱使转子反时针转动到下一位置图29。
82.驱动状态7时(图29)，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8输出为h，h，h，h，h，h，l，h而ic1的pc10，pc11，pd8，pd9输出为高电平h，使sh7，sh8，sh1，sh2为低电平l，使图22中t11，t15，t1，t5导通，ic1的pd14，pd15，pe9，pe11输出pwm波，使图22中t10，t14，t4，t8导通，绕组l3，l4，l1，l2通电，其电流流向为t3-到t3 ，t4-到t4 ，t1 到t1-，t2 到t2-，驱使转子反时针转动到下一位置图30。
83.驱动状态8时(图30)，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8输出为h，h，h，h，h，h，h，l
而ic1的pc11，pd8，pd9，pd9输出为高电平h，使sh8，sh1，sh2，sh3为低电平l，使图22中t15，t1，t5，t9导通，ic1的pd15，pe9，pe11，pe13输出pwm波，使图22中t14，t4，t8，t12导通，绕组l4，l1，l2，l3通电，其电流流向为t4-到t4 ，t1 到t1-，t2 到t2-，t3 到t3-，驱使转子反时针转动到下一位置图23。
84.经过上面驱动状态1到驱动状态8，共8个驱动状态，转子完成了一次旋转。
85.上面详尽地描述了四相结构的高效全相驱动无刷电机和驱动器电路，对于相数为五的五相高效全相驱动无刷电机，有相似的结构仅在于多了一相绕组，图31展示了二磁极相数为五的高效全相驱动无刷电机的绕制及不带锁存的磁性位置传感器的方式，图上线上的箭头是表示绕制的方向，t1 和t1-分别是第一相绕组l1的起始端和末尾端，t2 和t2-分别第二相绕组l2的起始端和末尾端，t3 和t3-分别是第三相绕组l3的起始端和末尾端，t4 和t4-分别是第四相绕组l4的起始端和末尾端，t5 和t5-分别是第五相绕组l5的起始端和末尾端。相数为五的高效全相驱动无刷电机其每一个驱动周期其驱动方式由下面10个驱动状态组合而成下面结合图11和图32来描述：
86.驱动状态1时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10输出为l，h，h，h，h，h，h，h，h，h而ic1的pd8，pd9，pd10，pa8，pa9输出为高电平h，使sh1，sh2，sh3，sh4，sh5为低电平l，使图32中t1，t5，t9，t13，t17导通，ic1的pe9，pe11，pe13，pe14，pd12输出pwm波，使图32中t4，t8，t12，t16，t20导通，绕组l1，l2，l3，l4，l5通电，其电流流向为t1 到t1-，t2 到t2-，t3 到t3-，t4 到t4-，t5 到t5-，驱使转子反时针转动到下一位置。
87.驱动状态2时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10输出为h，l，h，h，h，h，h，h，h，h而ic1的pd9，pd10，pa8，pa9，pa10输出为高电平h，使sh2，sh3，sh4，sh5，sh6为低电平l，使图32中t5，t9，t13，t17，t3导通，ic1的pe11，pe13，pe14，pd12，pd13输出pwm波，使图32中t8，t12，t16，t20，t2导通，绕组l2，l3，l4，l5，l1通电，其电流流向为t2 到t2-，t3 到t3-，t4 到t4-，t5 到t5-，t1-到t1 ，驱使转子反时针转动到下一位置。
88.驱动状态3时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10输出为h，h，l，h，h，h，h，h，h，h而ic1的pd10，pa8，pa9，pa10，pc10输出为高电平h，使sh3，sh4，sh5，sh6，sh7为低电平l，使图32中t9，t13，t17，t3，t7导通，ic1的pe13，pe14，pd12，pd13，pd14输出pwm波，使图32中t12，t16，t20，t2，t6导通，绕组l3，l4，l5，l1，l2通电，其电流流向为t3 到t3，t4 到t4-，t5 到t5-，t1-到t1 ，t2-到t2 ，驱使转子反时针转动到下一位置。
89.驱动状态4时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10输出为h，h，h，l，h，h，h，h，h，h而ic1的pa8，pa9，pa10，pc10，pc11输出为高电平h，使sh4，sh5，sh6，sh7，sh8为低电平l，使图32中t13，t17，t3，t7，t11导通，ic1的pe14，pd12，pd13，pd14，pd15输出pwm波，使图32中t16，t20，t2，t6，t10导通，绕组l4，l5，l1，l2，l3通电，其电流流向为t4 到t4-，t5 到t5-，t1-到t1 ，t2-到t2 ，t3-到t3 ，驱使转子反时针转动到下一位置。
90.驱动状态5时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10输出为h，h，h，h，l，h，h，h，h，h而ic1的pa9，pa10，pc10，pc11，pc12输出为高电平h，使sh5，sh6，sh7，sh8，sh9为低电平l，使图32中t17，t3，t7，t11，t15导通，ic1的pd12，pd13，pd14，pd15，pc6输出pwm波，使图32中t20，t2，t6，t10，t14导通，绕组l5，l1，l2，l3，l4通电，其电流流向为t5 到t5-，t1-到t1 ，t2-到t2 ，t3-到t3 ，t4-到t4 ，驱使转子反时针转动到下一位置。
91.驱动状态6时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10输出为h，h，h，h，h，l，h，
h，h，h而ic1的pa10，pc10，pc11，pc12，pd0输出为高电平h，使sh6，sh7，sh8，sh9，sh10为低电平l，使图32中t3，t7，t11，t15，t19导通，ic1的pd13，pd14，pd15，pc6，pc7输出pwm波，使图32中t2，t6，t10，t14，t18导通，绕组l1，l2，l3，l4，l5通电，其电流流向为t1-到t1 ，t2-到t2 ，t3-到t3 ，t4-到t4 ，t5-到t5 ，驱使转子反时针转动到下一位置。
92.驱动状态7时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10输出为h，h，h，h，h，h，l，h，h，h而ic1的pc10，pc11，pc12，pd0，pd8输出为高电平h，使sh7，sh8，sh9，sh10，sh1为低电平l，使图32中t7，t11，t15，t19，t1导通，ic1的pd14，pd15，pc6，pc7，pe9输出pwm波，使图32中t6，t10，t14，t18，t4导通，绕组l2，l3，l4，l5，l1通电，其电流流向为t2-到t2 ，t3-到t3 ，t4-到t4 ，t5-到t5 ，t1 到t1-，驱使转子反时针转动到下一位置。
93.驱动状态8时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10输出为h，h，h，h，h，h，h，l，h，h而ic1的pc11，pc12，pd0，pd8，pd9输出为高电平h，使sh8，sh9，sh10，sh1，sh2为低电平l，使图32中t11，t15，t19，t1，t5导通，ic1的pd15，pc6，pc7，pe9，pe11输出pwm波，使图32中t10，t14，t18，t4，t8导通，绕组l3，l4，l5，l1，l2通电，其电流流向为t3-到t3 ，t4-到t4 ，t5-到t5 ，t1 到t1-，t2 到t2-，驱使转子反时针转动到下一位置。
94.驱动状态9时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10输出为h，h，h，h，h，h，h，h，l，h而ic1的pc12，pd0，pd8，pd9，pd10输出为高电平h，使sh9，sh10，sh1，sh2，sh3为低电平l，使图32中t15，t19，t1，t5，t9导通，ic1的pc6，pc7，pe9，pe11，pe13输出pwm波，使图32中t14，t18，t4，t8，t12导通，绕组l4，l5，l1，l2，l3通电，其电流流向为t4-到t4 ，t5-到t5 ，t1 到t1-，t2 到t2-，t3 到t3-，驱使转子反时针转动到下一位置。
95.驱动状态10时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10输出为h，h，h，h，h，h，h，h，h，l而ic1的pd0，pd8，pd9，pd10，pa8输出为高电平h，使sh10，sh1，sh2，sh3，sh4为低电平l，使图32中t19，t1，t5，t9，t13导通，ic1的pc7，pe9，pe11，pe13，pe14输出pwm波，使图32中t18，t4，t8，t12，t16导通，绕组l5，l1，l2，l3，l4通电，其电流流向为t5-到t5 ，t1 到t1-，t2 到t2-，t3 到t3-，t4 到t4-，驱使转子反时针转动到下一位置。
96.经过上面驱动状态1到驱动状态10，共10个驱动状态，转子完成了一次旋转。
97.对于相数为六的高效全相驱动无刷电机，有相似的结构仅比五相多了一相绕组，图33展示了二磁极六相高效全相驱动无刷电机的绕制及不带锁存的磁性位置传感器的方式，图上线上的箭头是表示绕制的方向，t1 和t1-分别是第一相绕组l1的起始端和末尾端，t2 和t2-分别第二相绕组l2的起始端和末尾端，t3 和t3-分别是第三相绕组l3的起始端和末尾端，t4 和t4-分别是第四相绕组l4的起始端和末尾端，t5 和t5-分别是第五相绕组l5的起始端和末尾端，t6 和t6-分别是第六相绕组l6的起始端和末尾端。为了清楚表示二磁极六相高效全相驱动无刷电机的绕制，我们在图34和图35以部分展示的方式分别给出了绕组l1，l3，l5，和绕组l2，l4，l6的绕制图。对于相数为六的六相的高效全相驱动无刷电机其每一个驱动周期其驱动方式由下面12个驱动状态组合而成下面结合图11和图36，图37来描述：
98.驱动状态1时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10，h11，h12输出为l，h，h，h，h，h，h，h，h，h，h，h而ic1的pd8，pd9，pd10，pa8，pa9，pa10输出为高电平h，使sh1，sh2，sh3，sh4，sh5，sh6为低电平l，使图36图37中t1，t5，t9，t13，t17，t21导通，ic1的pe9，pe11，pe13，pe14，pd12，pd13输出pwm波，使图36图37中t4，t8，t12，t16，t20，t24导通，绕组l1，l2，l3，
l4，l5，l6通电，其电流流向为t1 到t1-，t2 到t2-，t3 到t3-，t4 到t4-，t5 到t5-，t6 到t6-，驱使转子反时针转动到下一位置。
99.驱动状态2时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10，h11，h12输出为h，l，h，h，h，h，h，h，h，h，h，h而ic1的pd9，pd10，pa8，pa9，pa10，pc10输出为高电平h，使sh2，sh3，sh4，sh5，sh6，sh7为低电平l，使图36图37中t5，t9，t13，t17，t21，t3导通，ic1的pe11，pe13，pe14，pd12，pd13，pd14输出pwm波，使图36图37中t8，t12，t16，t20，t24，t2导通，绕组l2，l3，l4，l5，l6，l1通电，其电流流向为t2 到t2-，t3 到t3-，t4 到t4-，t5 到t5-，t6 到t6-，t1-到t1 ，驱使转子反时针转动到下一位置。
100.驱动状态3时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10，h11，h12输出为h，h，l，h，h，h，h，h，h，h，h，h而ic1的pd10，pa8，pa9，pa10，pc10，pc11输出为高电平h，使sh3，sh4，sh5，sh6，sh7，sh8为低电平l，使图36图37中t9，t13，t17，t21，t3，t7导通，ic1的pe13，pe14，pd12，pd13，pd14，pd15输出pwm波，使图36图37中t12，t16，t20，t24，t2，t6导通，绕组l3，l4，l5，l6，l1，l2通电，其电流流向为t3 到t3，t4 到t4-，t5 到t5-，t6 到t6-，t1-到t1 ，t2-到t2 ，驱使转子反时针转动到下一位置。
101.驱动状态4时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10，h11，h12输出为h，h，h，l，h，h，h，h，h，h，h，h而ic1的pa8，pa9，pa10，pc10，pc11，pc12输出为高电平h，使sh4，sh5，sh6，sh7，sh8，sh9为低电平l，使图36图37中t13，t17，t21，t3，t7，t11导通，ic1的pe14，pd12，pd13，pd14，pd15，pc6输出pwm波，使图36图37中t16，t20，t24，t2，t6，t10导通，绕组l4，l5，l6，l1，l2，l3通电，其电流流向为t4 到t4-，t5 到t5-，t6 到t6-，t1-到t1 ，t2-到t2 ，t3-到t3 ，驱使转子反时针转动到下一位置。
102.驱动状态5时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10，h11，h12输出为h，h，h，h，l，h，h，h，h，h，h，h而ic1的pa9，pa10，pc10，pc11，pc12，pd0输出为高电平h，使sh5，sh6，sh7，sh8，sh9，sh10为低电平l，使图36图37中t17，t21，t3，t7，t11，t15导通，ic1的pd12，pd13，pd14，pd15，pc6，pc7输出pwm波，使图36图37中t20，t24，t2，t6，t10，t14导通，绕组l5，l6，l1，l2，l3，l4通电，其电流流向为t5 到t5-，t6 到t6-，t1-到t1 ，t2-到t2 ，t3-到t3 ，t4-到t4 ，驱使转子反时针转动到下一位置。
103.驱动状态6时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10，h11，h12输出为h，h，h，h，h，l，h，h，h，h，h，h而ic1的pa10，pc10，pc11，pc12，pd0，pd1输出为高电平h，使sh6，sh7，sh8，sh9，sh10，sh11为低电平l，使图36图37中t21，t3，t7，t11，t15，t19导通，ic1的pd13，pd14，pd15，pc6，pc7，pc8输出pwm波，使图36图37中t24，t2，t6，t10，t14，t18导通，绕组l6，l1，l2，l3，l4，l5通电，其电流流向为t6 到t6-，t1-到t1 ，t2-到t2 ，t3-到t3 ，t4-到t4 ，t5-到t5 ，驱使转子反时针转动到下一位置。
104.驱动状态7时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10，h11，h12输出为h，h，h，h，h，h，l，h，h，h，h，h而ic1的pc10，pc11，pc12，pd0，pd1，pd2输出为高电平h，使sh7，sh8，sh9，sh10，sh11，sh12为低电平l，使图36图37中t3，t7，t11，t15，t19，t23导通，ic1的pd14，pd15，pc6，pc7，pc8，pc9输出pwm波，使图36图37中t2，t6，t10，t14，t18，t22导通，绕组l1，l2，l3，l4，l5，l6通电，其电流流向为t1-到t1 ，t2-到t2 ，t3-到t3 ，t4-到t4 ，t5-到t5 ，t6-到t6 ，驱使转子反时针转动到下一位置。
105.驱动状态8时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10，h11，h12输出为h，h，h，
h，h，h，h，l，h，h，h，h而ic1的pc11，pc12，pd0，pd1，pd2，pd8输出为高电平h，使sh8，sh9，sh10，sh11，sh12，sh1为低电平l，使图36图37中t7，t11，t15，t19，t23，t1导通，ic1的pd15，pc6，pc7，pc8，pc9，pe9输出pwm波，使图36图37中t6，t10，t14，t18，t22，t4导通，绕组l2，l3，l4，l5，l6，l1通电，其电流流向为t2-到t2 ，t3-到t3 ，t4-到t4 ，t5-到t5 ，t6-到t6 ，t1 到t1-，驱使转子反时针转动到下一位置。
106.驱动状态9时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10，h11，h12输出为h，h，h，h，h，h，h，h，l，h，h，h而ic1的pc12，pd0，pd1，pd2，pd8，pd9输出为高电平h，使sh9，sh10，sh11，sh12，sh1，sh2为低电平l，使图36图37中t11，t15，t19，t23，t1.t5导通，ic1的pc6，pc7，pc8，pc9，pe9，pe11输出pwm波，使图36图37中t10，t14，t18，t22，t4，t8导通，绕组l3，l4，l5，l6，l1，l2通电，其电流流向为t3-到t3 ，t4-到t4 ，t5-到t5 ，t6-到t6 ，t1 到t1-，t2 到t2-，驱使转子反时针转动到下一位置。
107.驱动状态10时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10，h11，h12输出为h，h，h，h，h，h，h，h，h，l，h，h而ic1的pd0，pd1，pd2，pd8，pd9，pd10输出为高电平h，使sh10，sh11，sh12，sh1，sh2，sh3为低电平l，使图36图37中t15，t19，t23，t1.t5，t9导通，ic1的pc7，pc8，pc9，pe9，pe11，pe13输出pwm波，使图36图37中t14，t18，t22，t4，t8，t12导通，绕组l4，l5，l6，l1，l2，l3通电，其电流流向为t4-到t4 ，t5-到t5 ，t6-到t6 ，t1 到t1-，t2 到t2-，t3 到t3-，驱使转子反时针转动到下一位置。
108.驱动状态11时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10，h11，h12输出为h，h，h，h，h，h，h，h，h，h，l，h而ic1的pd1，pd2，pd8，pd9，pd10，pa8输出为高电平h，使sh11，sh12，sh1，sh2，sh3，sh4为低电平l，使图36图37中t19，t23，t1.t5，t9，t13导通，ic1的pc8，pc9，pe9，pe11，pe13，pe14输出pwm波，使图36图37中t18，t22，t4，t8，t12，t16导通，绕组l5，l6，l1，l2，l3，l4通电，其电流流向为t5-到t5 ，t6-到t6 ，t1 到t1-，t2 到t2-，t3 到t3-，t4 到t4-，驱使转子反时针转动到下一位置。
109.驱动状态12时，图11中h1，h2，h3，h4，h5，h6，h7，h8，h9，h10，h11，h12输出为h，h，h，h，h，h，h，h，h，h，h，l而ic1的pd2，pd8，pd9，pd10，pa8，pa9输出为高电平h，使sh12，sh1，sh2，sh3，sh4，sh5为低电平l，使图36图37中t23，t1.t5，t9，t13，t17导通，ic1的pc9，pe9，pe11，pe13，pe14，pd12输出pwm波，使图36图37中t22，t4，t8，t12，t16，t20导通，绕组l6，l1，l2，l3，l4，l5通电，其电流流向为t6-到t6 ，t1 到t1-，t2 到t2-，t3 到t3-，t4 到t4-，t5 到t5-，驱使转子反时针转动到下一位置，也即是到驱动状态1，完成一个驱动周期。
110.上面完整的描述了二相，三相，四相，五相和六相的高效全相驱动无刷电机，同样地可以推广到更多相的高效全相驱动无刷电极。对于内转子和外转子高效全相驱动无刷电机，其原理完全相同，其电机绕组结构我们在图38中进行了展示，(以外转子三相4磁极，12槽为例)，m2是永磁体外转子，m1是绕制线圈的内定子电枢，n和s是永磁体外转子的4个南北极，us，un是某一时刻l1相绕组通电时定子上该电枢齿产生的南极和北极，vs，vn是另一时刻l2相绕组通电时定子上该电枢齿产生的南极和北极，ws，wn是不同时刻l3相绕组通电时定子上该电枢齿产生的南极和北极，h1，h2，h3是磁性位置传感器。绕组线圈绕制方法和内转子结构相同，同一相绕组在单个电枢齿的相邻二个齿槽间绕制和同一相绕组的相邻二个绕组绕制方向相反，为清晰起见此处省去未画。
111.本发明提供了高效全相驱动无刷电机按单个电枢齿绕制并对各相绕组同时进行
驱动，适用于内转子和外转子高效全相驱动无刷电机。
112.对于本领域技术人员而言，显然本发明包含但不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
113.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。