无刷直流电机之心脏与外衣比喻其动力核心与结构之美正如天上的星辰划分夜空的种类每一颗电机类型都有其独特
无刷直流电机的核心是永磁同步电动机,电子系统配备多相绕组,而转子内置永磁体。从结构上分,存在径向和轴向两种形式,以及外转子和内转子的不同布局。无刷直流电机的定子设计与普通交流异步或同步电机相似,其主要功能在于构建磁路并安放多相绕组。常见的定子铁心具备齿槽,使得绕组安装更加便捷。
有刷直流电机中,也采用了无槽绕组技术,如无槽直流、空心杯、印刷绕组等型号。此技术同样可以应用于无刷直流电机设计,无需额外改造。由于绕组直接固定在定子上,无刷直流电机会比有刷型更易于制造此类结构。在制作过程中,一般使用自粘漆包线法制成线圈元件,然后利用专门工具将其排列到铁心表面,并进行固化处理。这一工艺与传统有槽式相同,但考虑到气隙环境下的特殊要求,在具体方案和工艺方面会有一些创新。
相较于带齿槽的类型,无槽式具有以下优势:
缺少齿槽数引起的转矩,运行时产生低振动和低噪声,这使得它适合用于对平稳运行有严格要求的小功率场合。
电感极低,允许快速变化中的线性机械特性及良好的可控性,使之适应高速应用,如(1~10)乘以10^4 转每分钟这样的场景并不罕见。
铁损耗降低效率提升。
然而,无槽式也存在一些缺点:生产成本较高,因为需要更多永磁材料来确保所需的磁通密度;而且,由于大气隙安装需要更复杂的手段制作而增加了难度。此外,对散热能力也有挑战。
无刷直流电动机中,每个相数都能形成不同的配置,从单相、二相、三相、四相乃至五角形或更多,都可以根据需求调整。但三角形是最广泛使用的一种形式;按照平均占据每个极端位上的数量分为整数斜坡或分数斜坡;依据一个环形空间内边缘层数差异分类为单层、二层甚至多层环状配置;以及按跨距长度不同划分为整距、短距和长距环状配置。一旦选择连接方式,就通常采用星形或者封闭连接,但后者较少使用。
目前国内生产力矩驱动器产品比较有限,可以参考河北宇捷公司提供的一系列产品选项,以满足特定的需求。