永磁电机之心无刷直流动机中的定子与绕组是如同精密雕刻的艺术品结构巧妙得如同天籁之音
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承载多相绕组。常见的铁心型态有齿槽,这样便于安装绕组。
对于有刷直流电机而言,它们也采用了无槽结构,如无槽直流、无铁心、空心杯以及印刷线圈等类型。而同样的技术也可以应用于设计无刷直流电机的无槽结构。由于绕组直接安置在定子上,无刷直流电机会比有刷型更易于制造。此方法通常涉及自粘涂层线圈元件,并利用专用工具将其排列在铁心表面后固定成形。这方面的工作原理与有齿槽结构相同,但由于特殊情况(如气隙放置),它们需要特别考虑具体方案。
与有齿槽设计相比,无槽设计具有以下优势:
缺少齿槽产生的转矩,运行时振动低且噪音小,使得它适合要求极高平稳运行环境中的低速应用。
电感极低,使得当线圈接入时,可以迅速响应,机械特性更加线性,对控制效果更佳。在高速领域,无slot motor非常受欢迎。
铁损减少效率提升。
然而,无slot motor存在的一个缺点就是成本较高。这是因为要达到所需磁通密度,就必须使用更多永久磁材料。此外,由于大气隙安装绕组,制作难度增大需要专门设备和工艺,以及更多的手工操作导致成本增加。此外,还有一点就是散热问题,比起有齿-slot motor 来说更为困难。
关于无刷直流motor 的绕组形式,与多相交流motor 相似,从每个极下的平均占据数来看,可以分为整数或分数,每个单独位置上的边缘层数不同则又分为单层、二层、三层或者更多层数;根据一个线圈跨距不同时,也可区别为整距短距长距等。而连接方式则通常采取星形或封闭式,但封闭式较少使用。