无刷直流电机的核心是永磁同步电动机,电子控制系统配备多相绕组,而转子则搭载永磁体。从结构上分,存在径向和轴向两种类型,以及外转子和内转子的设计。在定子方面,无刷直流电机与交流异步或同步电机有着相似的配置,它们共同负责形成磁路并安置多相绕组。常见的定子铁心带有齿槽,这样便于安装绕组。
对于有刷直流电机来说,它们可以采用无槽绕组设计,如无槽直流电机、空心杯电机等。这种技术同样适用于无刷直流电机的设计,使得制造过程更加简便。制作无槽绕组时,可以使用自粘漆包线的方法,将线圈元件排列在铁心表面,并通过专用工装固定成型。这类绕组工作原理与有齿槽结构相同,但由于特殊需求,其具体结构和工艺方案会有所不同。
与传统有齿槽设计相比,无槽设计具备以下优势:
无需齿槽产生的转矩,因此运行更为平稳且低噪声,特别适合要求极高平稳运行场景。
电感较低,使得电流快速进入绕组,提供了良好的机械特性和可控性,不仅适合高速应用,而且在(1~10)乘以10^4 转每分钟速度下运作也相当常见。
铁损耗较低效率也较高,更节能环保。
然而,无槽设计也有其缺点,比如成本较高,因为需要更多永磁材料来实现所需的磁通密度。此外,由于大气隙安装绕组,径向结构制造难度大,需要精确设备及手工操作增加了成本。而且,由于散热问题,与具有齿槽的传统设计相比,无-slot design 的散热性能略逊一筹。
无刷直流電機中的多相組件結構與一般交流電機類似,並根據平均數值到每個極端,每次繞組占用的位置分為整數桁位繞組與分數桁位繞組;按線圈邊緣层数之不同分為單層繞組、雙層繞組或多層繞組;以及一個線圈兩側跨距不一樣分為整距繞組、短距繞組與長距繞組。此外,每個極端之間綠色連接方式主要包括星形聯接與封閉式聯接,但後者較少使用。
至於無燒力矩電機,在國內現行生產廠家較少,可參考河北宇捷電機科技有限公司等公司產品,以滿足廣泛應用需求。