测绘北京TDR55Z-5型“风速七代”电动车无刷直流电机控制器电路图（见附图）。

　　电动机工作原理分析
　　
　　电子开关换向应用在直流低速电动机上是一项新技术。因无碳刷减少了直流电动机在运行中产生的噪音，碳刷接触换向器产生火花造成电磁波的干扰和磨损后更换的麻烦及高故障率等。电子开关换向器（控制器）主要是由集成电路、驱动开关、（PWM）脉宽调制电路、功率场效应管、传感器等组成。当电动机工作时。首先由安放在定子铁芯上的三只开关型霍尔元件检测到磁极位置，以开关方式发出数字脉冲信号（二值信息），提供给控制器、控制器得到信息后，集成电路按预先设定的逻辑开关程序，根据传感器（霍尔元件）信号按顺序分别送至三只驱动模块，同时也送入PWM脉宽调制信号，使六只功率场效应管按时序顺序分别导通和截止，使电枢上的每相绕组得到正负方向变化的电流，形成电子换向。使电枢建立旋转磁场。功率场效应管的导通和截止时间由转把信号控制（PWM）脉宽调制电路的方波占空比来实现无级调速。

　　该机的转子采用稀土永磁做磁极，因此转子磁通φ是固定的。在这种情况下电枢电压U与电流Is及反电动势Es之间有如下关系：U=Es+IsRs，而反电动势Es=Ceφn，则n=U-IsRs／Ceφ，从这个关系式可以看出，当电动机负载一定时，电动机的转速与电压及磁通φ有关。因此电枢上的电磁转矩是和电压的平方成正比。因而只要改变电枢的端电压就能实现无级调速。调速的方法很多，但采用PWM脉宽调制方式可增强转子的转矩输出硬度，因而不同于其他改变导通角度降压的调速方式。

　　由上可知直流电动机无论是电子换向还是有刷换向，只要磁极的对数和磁通φ固定，电机端电压变化，必然使转子的转速发生变化，转速的变化又使换向的次数发生变化，电机端电压、转速、换向频率、它们之间是一种逻辑循环关系。

　　该机是模拟三相交流供电，可按交流电求出电机的转速，见公式n=f60／P，已知无刷直流电机的转子磁场是由20磁极组成。也就是说每当车轮旋转一周时（转子旋转一周），每相霍尔元件就分别给出20次脉冲信号，控制器得到信息后。输出模拟三相交流电使电枢上的每相绕组的电流方向相应也是正负换向20次。即20周／秒。所以周期为T=o.05秒，因频率与周期是互为倒数关系。这台电动机的最低转速为n=60r／min。这时的电动机端电压为8.2V。当电动机端电压提高到36.9V时，也就是说脉宽调制有效值在76％左右（是该车的最高电机端电压），其电压约提高了4.5倍，同时转速和换向频率也增加了4.5倍。这时的电动机转速为4.5x60r／min=270r／min。所以说这台电动机的最高转速为270r／min。这时的换向频率是f=Pn／60=90Hz。

　　通过上面数据可求出这台助力车的最高行驶车速，已知车轮直径D=0.4lm，即D×π=L，0.41m×3.14=1.287m（周长），1.287m×270r／min×h=1.287m×270r／min×60=20.8km／n。因电动机的转速差S的存在，这台车最高行驶车速约20km／小时左右。