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。定子的构造与一般交流异步或同步电机相似,其主要职能在于塑造磁路并容纳多相绕组。常见的定子铁心具备齿槽,以便安放绕组。
有刷直流电机中也采用过无槽绕组设计,如无槽直流、空心杯、印刷线圈等型号。此技术同样适用于无刷直流电机的设计。由于绕组直接固定在定子上,无刷直流带有槽的制作比有刷型更为复杂。此方法通常涉及自粘漆包线制成线圈元件,然后利用专用工具将其排列于铁心表面并固化。在工作原理上,与有槽类型相同,但考虑到气隙中的特殊布局,它们在具体结构和工艺方面会提出更多创新方案。
与齿槽式对比,无槽式具有以下优势:
无需齿轮传递,因此运行更加平稳且噪音较低,使得无槽型尤其适合要求极高稳定的低速应用。
电感非常小,导致当前量快速进入绕组,从而提供良好的机械特性和控制性能。这使得高速使用场景成为它们的一大亮点。
铁损耗降低效率提升。
然而,无槽式存在的一个主要缺陷就是成本较高。为了达到所需磁通密度,大量永磁材料需要被部署到较大的气隙中,这增加了生产成本。此外,制造径向结构的散热问题也是一个挑战。
至于无刷直流电动机中的多相布局,与一般交流多相变频器类似,可选择单相、二相、三相、四相乃至五六七八十几数各个不同配置。但三角形连接最为普遍,即使是在一些小型设备中也有出现。而根据每个极端占据多少个位置分为整数或分数,每层边缘层数不同的单层或双层以及跨距不一致的整/短/长距等不同类型。而连接方式则以星形连接居多,不过封闭式虽然少见但亦有一席之地。不过这种封闭式并不常用。
目前国内生产力矩系列产品较少,但河北宇捷可以作为参考之一。