以三相直流无刷电机为例说明其控制原理：如图1所示，直流无刷驱动器包括电源部及控制部：电源部提供三相电源给电机，控制部则依需求转换输入电源频率。电源部可以直接以直流电输入或以交流电输入（110伏/220伏），如果输入是交流电先经转换器（AC-DCconverter）转成直流。不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈绕组前须先将直流电由换流器（inverter）转成3相电压来驱动电机。换流器（inverter）一般由6个功率晶体管（Q1～Q6）分为上臂（Q1、Q3、Q5）/下臂（Q2、Q4、Q6）连接电机作为控制流经电机线圈的开关。控制部则提供PWM（脉冲宽度调制）决定功率晶体管开关频度及换流器（inverter）换相的时机。直流无刷电机一般希望使用在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制，所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器（hall-sensor），做为速度之闭环回路控制，同时也做为相序控制的依据。

要让电机转动起来，首先控制部就必须根据hall-sensor感应到的电机转子所在位置，然后依照定子绕线决定开启或关闭换流器（inverter）中功率晶体管的顺序，如下图1中inverter中之AH、BH、CH（这些称为上臂功率晶体管）及AL、BL、CL（这些称为下臂功率晶体管），使电流依序流经电机线圈产生顺向（或逆向）旋转磁场，并与转子的磁铁相互作用，如此就能使电机顺时/逆时转动。当电机转子转动到hall-sensor感应出另一组信号的位置时，控制部又再开启下一组功率晶体管，如此循环电机就可以依同一方向继续转动直到控制部决定要电机转子停止则关闭功率晶体管（或只开下臂功率晶体管）；要电机转子反向则功率晶体管开启顺序相反。基本上功率晶体管的开法可举例如下：AH、BL一组→AH、CL一组→BH、CL一组→BH、AL一组→CH、AL一组→CH、BL一组很明显在图1的无刷电机一个周期需要换相六次，每次分别接通不同的线圈绕组：W、V→W、U→V、U→V、W→U、W→U、V。

截至2009年3月，直流无刷电机可以根据客户要求的条件下运行，例如恒速、恒力矩、恒功率等条件下，电机控制器利用闭环控制可以使电机按预设条件下稳定运行，例如，要求直流无刷电机以1200转/分钟运行，当电机控制器使电机以1200转/分钟运行后即进入一个稳定的状态。

传统的电机换相是通过专门测量单元测量转子位置来实现，测量单元可以是霍尔传感器或者测量线圈绕组的反电动势，但在安装霍尔传感器的位置误差或者测量单元的电子元器件的精度问题，往往测量到转子的换相位置不是最合适的换相位置，从而使各相绕组的工作电流过大，能耗增加。