无刷直流电动机由同步电动机和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。同步电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。而转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。
直流无刷电机的原理与控制;直流无刷电机在各个方面得到广泛的应用，处处都可以见到它们的踪影，种类也很繁多，因为本人从事的是电动车方面的行业，故在这里我们主要讲讲电动车上直流无刷电机的原理和控制
它的结构图如下：（这是一个小型直流无刷电机的结构图，根据实物，用WINDOWS画图板一笔一画绘制，当然电动车上的无刷电机线圈更多，不过和下面介绍的原理是一样的。这样做的目的是为了简化，同时也是为了使大家更易于理解。
其实无刷电机的原理很简单，概括的说就是： 当给内置霍耳传感器接通电源时，这些霍耳传感器将信号输入到控制器其实这些信号间接反映了转子所处的位置 控制器对这些信号经过判断之后，作出相应的输出，并给相应的线圈通电，通电产生了磁场。 因为同性相斥，异性想吸的原理，定子和转子就相对移动。 普通无刷电机的定子是线圈（上面连有霍耳传感器），于是转子（磁钢及轮子）受迫转动。 转子一转动，内置霍耳传感器的输出信号便发生改变，控制器又输出不同方向的电流 而该输出产生的磁场又刚好再次和固定磁场（磁钢）同性相斥，异性相吸，结果再次迫使转子转动，接着霍耳传感器的输出信号又再次发生改变.......这样周而复使，轮子就不断转动（每次霍耳信号改变，控制器产生的电流方向要与电机所要求的一致才行，也就是相序要匹配，轮子才会朝一个方向运动）。
电动车无刷电机控制器短路的工作模型解决方案：
温升公式：Tj = Tc + P × Rth(jc)
根据单脉冲的热阻系数确定允许的短路时间
工作温度越高短路保护时间就应该越短
1 短路模型及分析
短路模型如图1所示，其中仅画出了功率输出级的A、B两相(共三相)。Q1和Q3为A相MOSFET，Q2和Q4为B相MOSFET，所有功率MOSFET均为AOT430。L1为电机线圈，Rs为电流检测电阻。
当控制器工作时，如电机短路，则会形成如图1中所示的流经Q2，Q3的短路电流，其电流值很大，达几百安培，MOSFET的瞬态温升很大，这种情况下应及时保护，否则会使MOSFET结点温度过高而使MOSFET损坏。短路时Q3电压和电流波形如图2所示。图2a中的MOSFET能承受45us的大电流短路，而图2b中的MOSFET不能承受45us的大电流短路，当脉冲45us关断后，Vds回升，由于温度过高，仅经过10us的时间MOSFET便短路，Vds迅速下降,短路电流迅速上升。由图2我们可以看出短路时峰值电流达500A，这是由于短路时MOSFET直接将电源正负极短路，回路阻抗是导线，PCB走线及MOSFET的Rds(on)之和，其数值很小，一般为几十毫欧至几百毫欧。
2 计算合理的保护时间
在实际应用中，不同设计的控制器，其回路电感和电阻存在一定的差别以及短路时的电源电压不同，导致控制器三相输出线短路时的短路电流各不相同，所以设计者应跟据自己的实际电路和使用条件设计合理的保护时间。短路保护时间计算步骤：
2.1 计算MOSFVBHET短路时允许的瞬态温升
因为控制器有可能是在正常工作时突然短路，所以我们的设计应是基于正常工作时的温度来计算允许的瞬态温升。MOSFET的结点温度可由下式计算：
Tj = Tc + P × Rth(jc)
其中：
Tc：MOSFET表面温度
Tj：MOSFET结点温度
Rth(jc)：结点至表面的热阻，可从元器件Date sheet中查得。
理论上MOSFET的结点温度不能超过175℃，所以电机相线短路时MOSFET允许的温升为：Trising = Tjmax - Tj = 175-109 = 66℃。
2.2 根据瞬态温升和单脉冲功率计算允许的单脉冲时的热阻
由图2可知，短路时MOSFET耗散的功率约为：
P = Vds × I = 25 × 400 = 10000W
脉冲的功率也可以通过将图二测得波形存为EXCEL格式的数据，然后通过EXCEL进行积分，从而得到比较精确的脉冲功率数据。
对于MOSFET温升计算有如下公式：
Trising = P × Zθjc × Rθjc
其中：
Rθjc------结点至表面的热阻，可从元器件Date sheet中查得。
Zθjc------热阻系数
Zθjc = Trising ÷( P × Rθjc)
Zθjc = 66 ÷ (10000 × 0.45)= 0.015
2.3 根据单脉冲的热阻系数确定允许的短路时间
由图3最下面一条曲线(单脉冲)可知，对于单脉冲来说，要想获得0.015的热阻系数，其脉冲宽度不能大于20us。
3 设计短路保护应注意的几个问题
由于不同控制器的PCB布线参数不一样，导致相线短路时回路阻抗不等，短路电流也因此不同。所以，不同设计的控制器应根据实际情况设计确当的短路保护时间。
由于应用中使用的电源电压有可能不同，也会导致短路电流的不同，同样也会影响到保护时间。
注意控制器实际工作时的可能最高温度，工作温度越高，短路保护时间就应该越短。
本文讨论的短路保护时间是指MOSFET能承受的最长短路时间。在设计短路保护电路时，应考虑硬件及软件的响应时间，以及电流保护的峰值，这些参数都会影响到最终的保护时间。因此，硬件电路设计和软件的编写致关重要。
本文讨论的短路保护时间是单次短路保护时间，短路后短时间内不能再次短路。如果设计成周期性短路保护，则短路保护时间应更短。
4 结论
短路保护在瞬间大电流时能对MOSFET提供可靠的快速保护，大大增加了控制的可靠性，减少了控制器的损坏率。
