无刷直流电机的核心是永磁同步电动机,电子部分配备多相绕组,而转子内嵌永磁体。从结构上讲,无刷直流电机可分为径向和轴向两种形式,包括外转子和内转子的设计。与交流异步或同步电机类似,无刷直流电动机的定子主要负责构建磁路并安置多相绕组,其铁心通常带有齿槽,以便于安装绕组。
另一方面,有刷直流电机也采用了无槽结构,如无槽直流、空心杯、印刷线圈等型号,这些技术同样可以应用于无刷直流电机的设计。由于绕组直接在定子上布局,无刷直流电机会比有刷类型更方便地制作出无槽结构。此方法通过自粘漆包线来制造线圈元件,然后使用专门工具将它们排列在铁心表面,并进行成型固定。在工作原理上,它与有齿槽的类型相同,但由於特殊情况需要在具体结构和工艺上做出调整。
与有齿槽型号相比,无槽式具有以下优势:
无需齿轮传递时产生振动,因此运行噪声低,这使得它特别适合要求极高平稳运行的低速环境。
电感较低,使得当进入绕组时能迅速响应,从而提供良好的机械特性和控制性能。这使得无槽式非常适用于高速应用场合,即转速可能达到(1~10)乘以10^4 RPM。
铁损小,效率高,是一种高效能量利用方式。
然而,无槽式也有一些缺点,比如成本较高。这是因为要满足所需磁通密度,大气隙中必须使用更多永磁材料。而且,由于其复杂的设计,对制造设备和手工操作都比较敏感,加大了生产成本。此外,散热问题也是一个挑战,因为散热路径更长。
最后,无刷直流電機中的組件結構類似於一般多相交流電機。根據絞線數,可分為單相、二相、三相、四相、五相等;根據平均每個極端,每個繞組占用的檔數不同,可以區分為整數檔繞組與分數檔繞組;根據一個線圈兩邊跨距不同,可以區分為整距繞組、中距繞組與長距繞組。此外,這些組件之間常見連接方式包括星形聯結及封閉聯結,但後者較少用途。