电动机原理简明图解无刷直流电机的定子与绕组犹如两位舞者携手共舞协调一致
无刷直流电机的核心在于其永磁同步电动机设计,电子控制单元配备多相绕组,而转子则依托永磁体运作。从结构上来看,无刷直流电机可分为径向和轴向两种形式,外转子与内转子的布局也是不同的。在定子的构建和功能上,无刷直流电机与常见的交流异步或同步电机有着相似的特点,它们共同负责生成磁通并容纳多相绕组。铁心通常带有齿槽,这样可以更好地固定绕组。
对于有刷直流电机而言,有些型号采用了无槽绕组设计,如无槽直流、空心杯、印刷线圈等。这种技术同样适用于无刷直流电机的设计,因为绕组直接安装在定子上,因此制作过程比有刷型号更加简便。此外,由自粘漆包线制成的线圈元件通过专用工具排列并固定在铁心表面。一旦完成,就会保持其形状。此类设备中的工作原理与有槽类型相同,但由于特殊情况下需要将绕组放置在气隙中,因此它们具有独特的具体结构和工艺方案。
相较于传统齿槽式设计,无槽式电机会以下优点:
缺少齿位产生的转矩,运行时振动低且噪声小,使得它特别适合于对平稳运行有一定要求的小速率应用场景。
电感极低,使得当进入到任何一个环节时,当前变化迅速且具有良好的线性机械性能以及可控性。因此,它非常适合高速应用,即使是每分钟(1~10)次方十万转/分也并不罕见。
铁损耗较低,同时效率也更高。
然而,无槽式设备也有几个缺点:成本较高,因为需要大量空隙来安置这些永久磁材料,以产生所需的强度。而且,没有齿位意味着制造复杂,不仅需要专业设备,还包括更多的手工操作,从而增加了成本。此外,由于没有传统方式那样容易散热,这也成为一种挑战。
总结来说,无刷直流发动机中的绕组设计与大多数交流发动机构造相似,从数量上讲,可以分为单一、三四五甚至更多个方向。但是最普遍使用的是三只,每个极端都平均分布每个方向上的环节;根据占据每个位置环节数量不同,可以进一步细化为整数或部分环节;或者根据两个方向上的边缘层数不同进行分类;最后还有整距、中距、高距三种连接方式,但封闭连接不太常见。
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