이므로(θ : B와 권선면의 각) 슬롯이 조밀하게 구성되어 있다고 하면 총 연기전력은

와 같다. 반면 토크(T₁)는 식 2.1.1과 식 2.1.4의 계산과정을 이용하면

이므로 총 토크는

이다. 따라서, 등가방정식 식 2.1.3은

와 같음을 알 수 있고, 정상상태(di/dt=0; i-la)를 고려하고 식 2.1.7을 대입하면

이 되어, 회전속도는 토크와 직선적인 관계가 됨을 알 수 있다. 또한 가동토크(w=0)는

이 된다.

BLDC Motor는 구조적으로 DC Motor와 역의 관계로 설계되어 있으며 그 구동 원리는 근본적으로 같다. DC Motor와 BLDC Motor의 구조를 비교하여 보면 다음과 같다.

여기서 DC Motor의 정류자(commutator)와 bursh의 역할을 반도체 스위치와 Hall 센서가 하고 있음을 알 수 있다. 또한 DC Motor에서는 고정자계 에서 권선이 회전하면서 운동기전력에 의한 역기전력이 발생함을 알 수 있고, BLDC Motor는 회전자계에서 고정된 권선이 전자기 유도에 의한 역기전 력이 발생함을 알 수 있다.(주석 1. 참조)

BLDC Motor는 동기모터의 한 종류이다. 이것은 고정자(Stator)에 의하여 생성된 자계(Magnetic Field)와 회전자(Rotor)에 의하여 생성된 자계가 같 은 주파수로 회전함을 의미한다. 그리고 Induction Motor에서 발생하는 'slip"발생하지 않는다. BLDC Motor는 single phase, 2-phase, 3-phase 등이 있는데 그 수와 같은(또는 그 배수인) winding을 갖는 구조로 되어 있다. 이들 중 3-phase BLDC Motor가 가장 폭넓게 범용적으로 사용되고 있다. 여기서는 이 3-phase BLDC Motor에 대하여 구체적으로 고찰하고자 한다.

BLDC Motor는 일반적인 Brush DC Motor의 구동 원리는 동일하나 구조적으로 반대인 특징 (그림 2.1.1과 그림 2.2.2 참조)이 있다. 즉, 3상 BLDC Motor의 구조는 그림2.2.3과 같이 고정자가 전기자권선으로 구성되어 있고, 회전자가 영구자석으로 되어 있어 구조적으로는 영구자석형 동기모터(Permanent Magnet Synchronous Motor: PMSM)와 유사하다. 하지만 PMSM은 역기전력이 정현파이나 BLDCM은 사다리꼴파인 것과, 고정자의 권선배치와 영구자석의 형태가 다르다는 점에서 차이가 난다. Brush DC Motor의 정류(commutation)를 정류자와 브러시에 의하여 구조적으로 이루 어 지는것에 반하여, BLDC Motor는 전기자권선이 고정되어 있으므로 이것을 전자적인 회로에 의하여 Rotor의 위치에 동기하여 이루어지게 된다.

여기서 코아를 통하여 -π/3?θ?π/3 구간의 모든 Flux가 권선면 안으로 들어간다고 가정하면, U상에 놓인 N극과 S극의 면적은

이므로 모든 곳에서 Magnetic Flux Density(B₁)가 같다고 가정하면 U상에 가해지는 Flux(Φ_u)는

이다. 따라서, 유기되는 기전력(Φ_u)은

이고, 각 상에 권선된 Turn 수가 Z이고, 직렬회로수가 a(ex, 3slot → a=1, 6slot → a=2)이면 다음과 같다.

이 Flux(Φ_u)와 기전력(Φ_u)을 그래프로 나타내면 다음과 같다.

여기서 기전력이 Zero인 부분(π/3?θ?2π/3, 4π/3?θ?5π/3)의 Flux는 다른 여러 요인에 의하여 Flux가 일정한 값을 갖지 못하고 근사적으로 θ에 대한 2차 함수의 형태가 된다.
따라서 역기전력은 직선적으로 증가 또는 감소하는 형태가 되어 사다리꼴 모양으로 나타나게 된다. 그리고 다른 상(v,w상)들은 각각 120˚ 씩 뒤쳐져서 나타나게 되므로 종합하여 나타내면

와 같다. 그림 2.2.3.에서 음영부분은 구동 전원 인가파형으로 Rotor의 위치에 따라 위 그림과 같이 각 상에 전원을 인가하도록 Switching 회로가 구성되어져야 한다.

또한, 권선방식이나 착자의 형태에 따라 연기전력은 완전한 사다리꼴의 형태를 갖추지 못한다. 이것은 증가감소구간의 비선형성을 해석하는 방법(Hague의 해석방법)과 평탄구간의 폭이 줄어드는 효과가 있는데 먼저 Hague의 해석방법은 역기전력의 평탄한 구간을 나타내면

이 된다. FF의 값에 따른 파형의 변화 그래프가 그림 2.2.4와 같다.
두 번째로 평탄구간의 폭이 줄어듦에 따라 역기전력은 점차 Sinusoidal 형태를 이루게 된다. 이것의 그래프는 그림 2.2.5와 같다.

특별히 Sinusoidal Back-EMF인 경우의 상전압과 상전류의 예측파형과 실제 측정된 파형을 나타내면 그림 2.2.6과 그림 2.2.7이 된다.