电机中的无刷直流动机像精密的机械心脏其定子和绕组结构紧密相扣协调地运转着能量的血液
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,其主要职能是生成磁通并安置多相绕组。定子铁心通常具备齿槽,以便于安装绕组。
有刷直流电机中也采用了无槽绕组的技术,如无槽直流、空心杯、印刷环等型号。此类技术同样可以应用于无刷直流电机设计,无需改动原有的结构框架。由于绕组直接在定子上布置,无刷直流电机会比有刷型更简便地制造出无槽结构。在制作过程中,自粘漆包线用于制成线圈元件,然后利用专用工具将其排列在铁心表面,并固定以完成形状。这一工艺虽然与有齿槽类型相同,但为了适应气隙中的特殊情况,在实际应用中会有一系列不同的方案。
与具有齿槽的传统设计相比,无槽电机拥有以下优势:
无需承受齿轮摩擦力,从而减少振动和噪音,使得它们特别适合要求平稳运行的低速环境。
电感极低,使得当线圈接入时能迅速响应,从而提供良好的控制性及机械特性,这使得它非常适合高速运作场景。
铁损较低,效率高,是许多高速应用所必需。
然而,无槽设计存在一个缺点,那就是成本较高,因为需要更多的永久磁材料才能产生所需强度的地磁场。而且,由于必须在大气隙区域布设绕组,因此制造复杂,对专业设备和手工操作都有更高要求,加之散热问题也更加棘手。
总结来说,无刷直流电动机中的多相绕组结构既类似于交流多相变频器,也遵循着单相、二三四五六个以上交替出现的一般规则,其中三角最为常见;根据每个极位下每个交替模块占据几个位置不同,可以进一步细分为整数模块和非整数模块;按照每个位置上的螺旋数量来看,又可以划分为单层、双层或更多层;最后,每一根导线跨越两个邻近位置是否相同,即整距、中间短距还是远距离长距亦是分类标准之一。此外,还存在星形连接方式(即共享负载)以及封闭式连接方式,但后者使用不那么广泛。