电机基础知识入门无刷直流电机的动心灵与绕枝骨结构犹如两位诗人携手共赏春光

电机基础知识入门无刷直流电机的动心灵与绕枝骨结构犹如两位诗人携手共赏春光

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。与交流异步或同步电机类似,无刷直流电动机的定子主要负责构建磁路并安置多相绕组,其铁心通常带有齿槽,以便于安装绕组。

有刷直流电机中,也存在无槽绕组的应用,如无槽直流、空心杯、印刷环等型号,这些技术同样可以用于无刷直流电机的设计。由于绕组直接在定子上布局,无刷直流电机会比有刷类型更方便地制作出无槽结构。常见的手段是使用自粘漆包线来制造线圈,然后通过专用工具将其排列固定在铁心表面,并形成坚固连接。这方面的工作原理与传统有槽结构相同,但考虑到气隙中的特殊要求,它们在具体设计和工艺上会有一系列创新方案。

对比于有齿槽结构,无槽设计提供了以下优势:

无需齿槽产生额外阻力,因此运行时振动减少,噪声也低下。此特性使得无槽设计尤其适合需要极致平稳运行环境下的低速应用。

电感降低,使得当前进入绕组变得迅速且线性,机械性能得到提升,可控性增强。因此,无slot motor非常适合高速运作场景,尤其是在(1~10)乘以10^4 r/min以上速度范围内。

无slot design具有较低的铁损耗和高效率。

然而,无slot motor存在成本较高的问题。一方面,由于需要大气隙来放置绕组,便需要更多永磁材料才能达到所需的磁通密度;另一方面,即使是径向结构,大量手工操作及专门设备制造难度增加了成本。此外,因散热问题,更具挑战性的就是冷却系统。

总之,无brush DC motors 的三相配置最为普遍,而单相、二相、三相、四相乃至五六七八九十几个角度也有可能出现。在各个极点平均分布每一相数占据一个整数或分数数量的不同方式,将其分类成整数或者分数挡;根据每根线圈跨越两个边缘层数不同,则又被归类为单层或者双层甚至多层;最后按两个端点之间距离差异将它们细分为整距、中间短距、中间长距等。而关于这些绝缘件之间如何连接起来,有星形连接以及封闭式连接两种常见方法,但封闭式则不太常见使用。

至今国内生产厂家对于这种力矩驱动技术还不是很普及,但河北宇捷科技公司产品涵盖了广泛尺寸,可以作为参考之一。