无刷直流电机的定子与绕组犹如心脏和血管机电一体化的未来如同星辰大海充满了未知而又诱人的可能性
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,其主要职能在于生成磁路并安置多相绕组。常见的铁心设计具有齿槽,这使得安装绕组更加便捷。
有刷直流电机中也采用了无槽绕组结构,如无槽直流、空心杯、印刷线圈等型号。此技术同样可以应用于无刷直流电机,以此减少制造难度。由于绕组直接固定在定子上,无刷型号在制作过程中更具优势。在生产过程中,一般使用自粘漆包线法来制备线圈,然后通过专用工具将其排列固定到铁心表面,并进行成型处理。这一工艺与有槽式相同,但为了适应气隙中的特殊布局,在具体实现时会有所不同。
无槽式与齿槽式比较,存在以下优势:
无需齿槽产生的转矩,因此运行时低振动低噪声,使之特别适合要求极高平稳运行的低速环境。
电感较低,使得当输入当前至绕组时速度迅速增加,可控性佳,因而尤其适用于高速运作场景。
铁损较小效率也较高,是一种高效能的选择。
然而,无槽式存在一个缺点,那就是成本较高。由于需要大气隙放置绕组,因此必须更多地使用永磁材料以达到所需的磁通密度。而且,径向结构下形成更为复杂,不仅需要专业设备,还涉及更多人手操作,从而增加了成本。此外,由于散热问题,对于某些特定应用来说可能不太理想。
总结来说,无刷直流电机中的多相风格与交流类似的多相配置相同,可以根据需求选择单相、二三四五六等不同的相数。但实际上三相是最常用的选项,同时单一侧每个极端各占一个或半个空间,即整数/分数方式;以及边缘层数可达单层双层甚至多层;最后是通过整距短距长距来确定跨距模式。在连接方面,它们通常采取星形封闭连接,但封闭类型并不普遍使用,有趣的是国内河北宇捷科技公司提供了广泛覆盖产品系列供参考。