直流电机之心脏无刷直流电机的定子与绕组结构犹如精密工匠的手艺展现在电机结构图上每一部分都有其独特的名
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,而转子内嵌有永磁体。从结构上分,电机可区分为径向结构和轴向结构,以及外转子与内转子的两种形式。在定子构造和功能上,无刷直流电机与一般交流异步或同步电机会有所相似,其主要职责在于创造出磁路并支持多相绕组。常见的定子铁心设计具有齿槽,这使得绕组安放变得更加便捷。
对于带刷直流电机而言,它们可能采用无槽绕组设计,如无槽直流、无铁心、空杯或印刷线圈等型号。同样地,我们也可以将这种技术应用到无刷直流电机中,以实现无槽绕组。此举意味着,无刷直流的制作过程比带有滑动 Brushes 的直接更为简单。通常情况下,我们会使用自粘漆包线来制成线圈元件,然后利用专用设备将它们排列在铁心表面,并通过固化手段固定其位置。尽管它的工作原理与有齿槽设计相同,但为了适应气隙中的特殊布局需求,在具体构造和工艺细节上存在许多差异。
比较一下无槽设计与传统齿槽型号,有几点优势:
低振动低噪声:由于缺少了齿槽数量产生的转矩,因此运行时会显著减少振动和噪声。这使得无slot(空杯)类型特别适用于要求极高平稳运行环境下的低速操作。
快速响应性:由于其较低的感抗特性,使得当当前进入绕组时,能迅速达到目标状态。这种机械特性的连续性以及良好的控制性能,使其非常适合高速应用场景,即那些需要每分钟(1-10)万次以上速度运作的情况。
高效率:这类工程中表现出的较小程度损耗意味着更高效能输出。
然而,无slot 设计也有几个明显不足之处:
高成本:由於需較大的氣隙以容納繞組,這就需要更多強磁材料才能產生足夠強度來創建所需之磁通密度。而且,由於無slot 繞組製造成本較大,並且不易散熱,增加了额外开销。
制作复杂性:無slot 繞組因為要適應大氣隙設計,所以製作時需要專門機器與精細工藝,而且還涉及大量的手動操作,這些都會提高製程成本。
另外,不同種類電機設計中,还有一些其他关于繞組結構形式的问题,比如單相、二相、三相、四相五相等,每種不同數目的繞組間距差異;按平均每個極端各占幾個插座數目進行區分為整數插座與非整數插座;依據一個線圈兩邊跨距不同的不同區分為全距、短距與長距;至於線圈邊界层数則又可分為單層、二層甚至多層。而在三位一體系統中的連接方式,最常見的是星形连接,但封閉式连接则远不如前者普遍使用广泛。但實際運用的情況顯示封閉式仍舊被選擇使用的情況並不頻繁。
最后,国内生产厂家对此类产品并不十分关注,其中河北宇捷科技有限公司提供了较为全面的一系列产品,可以作为参考选择之一。在实际应用中,一方面考虑到成本效益,同时也必须根据具体需求进行调整以确保最佳性能表现。