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。
有刷直流电机中,也存在无槽绕组的应用,如无槽直流、空心杯、印刷绕组等。同样的技术也可以用于无刷直流电机,实现无槽绕组结构。此时,由于绕组直接在定子上,无刷直流电机制作过程比有刷型更为便捷。常见的方法是使用自粘漆包线制造线圈,然后利用专用工具将其排列固定在铁心表面,并形成最后的固定状态。这一工艺不同于传统有槽设计,不仅适应了气隙中的特殊情况,还展现了灵活性。
与有齿槽设计相比,无槽设计具有以下优势:
无需齿槽产生的转矩降低振动和噪声,使其特别适合要求极高平稳运行环境。
电感极低,加快了当前进入线圈速度,提供良好的机械特性和控制性能,为高速应用提供了理想条件。
铁损较低,更高效率。
然而,无槽设计存在成本较高的问题。一方面,由于需要更大的气隙空间来安装绕组,更多永磁材料才能达到所需强度;另一方面,是由于径向结构复杂且需要专业设备及手工操作增加成本。此外,对于散热来说,比起传统有齿槽设计更加不利。
尽管如此,无刷直 流電機繞組結構與一般多相交流電機類似,从繞組數量看,可分為單相、二相、三相、四相、五相乃至更多,但三 相最為普遍。在小型設備中,也可見到單 相設計。而根據平均每個極端數之占用的不同,可以區分整數絲繞組與分數絲繞組;再從線圈邊層厚薄差異出發,便能將其細化為單層與雙層(或以上)各種複雜結構。此外,每個絲段間距大小也有所不同,即整距、高速短距以及長距離無載運行皆屬可能。但實際應用中,大多采用星形連接方式,因封閉式較少見而被忽略。而此技術在国内生产厂家尚未普及,但河北宇捷電機科技有限公司产品涵盖广泛,可供参考。