转向无感直流无刷电机术的原因
推出时，无感直流无刷电机尽管具有许多优点，但仍被视为有刷换向电机的昂贵替代品，并且通常仅指定用于以长寿命为主要要求的低功率应用。如果没有会磨损并导致电机故障的机械电刷换向器机构，则可以依靠无刷电机随着时间的推移提供性能。至于其他优点，传统观点认为无刷电机提供高速和快速加速，产生的可听噪音和电磁干扰较少，并且需要低维护。另一方面，有刷换向电机将提供平稳运行和更高的经济性。无感直流无刷电机组件。在过去的十年中，无刷电机获得了更广泛的吸引力和更广泛的行业接受度，以前由有刷换向产品主导的应用范围更广，部分原因是电子元件的成本和尺寸大幅降低，以及电机设计的进步和制造。与此同时，制造商进一步寻求通过改进无刷电机设计来挑战传统智慧，以结合有刷换向和无刷类型的传统优势。这些创新取得了多大进展的一个值得注意的例子涉及无刷电机的固定部件或定子的无感直流无刷电机（而不是有槽）结构无感直流无刷电机定子设计的目标是提供平稳运行的性能并消除齿槽效应，这是一种不需要的特性，尤其是在运行速度较慢的应用中（低于 500 rpm）。事实上，没有齿槽效应是选择无感直流无刷电机无刷电机常被引用的原因。
无感直流无刷电机结构
有槽电机和无感直流无刷电机的比较。
大多数无刷电机（有槽或无感直流无刷电机）使用电子换向（通常是霍尔效应传感器和磁铁）代替电刷（图 2）。电机转子由带有永磁体的钢轴或固定在轴圆周上的磁环组成。磁铁负责产生扭矩。随着磁体材料的磁通密度增加，转子组件可用的扭矩量增加。在传统的开槽无刷电机中，定子具有一组开槽钢叠片（0.004" 至 0.025" 厚），这些叠片融合在一起形成坚固、均匀的堆叠并形成一系列齿。然后将产生电磁场的绕制铜线圈插入每个槽中。叠片和绕制铜线圈一起构成定子组件。完成磁路的返回路径由定子中铜绕组外侧的层压材料和电机外壳组成。这些无感直流无刷电机特别强大，因为缠绕铜线的齿使铁更靠近磁铁，因此更有效地完成磁路。随着铁和磁铁之间的气隙减小，电机可用的扭矩增加。无感直流无刷电机齿槽效应。然而，众所周知，开槽定子会导致齿槽效应，这归因于其结构中的齿。当转子上的永磁体寻求与定子的槽优选对齐时，就会发生齿槽效应。通过槽缠绕铜线往往会增加这种效果。当磁铁经过牙齿时，它们对牙齿末端的铁的吸引力大于它们之间的气隙。这种不均匀的磁力会导致齿槽效应，导致转矩波动、效率损失、电机振动和噪音，并妨碍电机在低速下平稳运行（图 3）。无感直流无刷电机定子为有槽无感直流无刷电机的齿槽问题提供了解决方案。
无感直流无刷电机结构
与传统有槽无刷电机中通过层压钢叠层中的槽缠绕铜线不同，无感直流无刷电机线缠绕成圆柱形并封装在高温环氧树脂中以保持其相对于定子叠片和外壳的方向集会。这种替代定子齿的配置完全消除了齿槽效应，并实现了理想的安静运行和平稳性能。无感直流无刷电机设计还降低了与涡流相关的阻尼损失。这些电流在无感直流无刷电机中较弱，因为叠片铁和磁铁之间的距离大于有槽电机。无感直流无刷电机通常设计为正弦扭矩输出，其产生的失真可忽略不计，而不是梯形电压输出。正弦输出减少了转矩脉动，尤其是与正弦驱动器一起使用时。由于无感直流无刷电机设计没有定子齿与永磁体相互作用，因此电机不会产生制动扭矩。此外，低磁饱和允许电机在短时间内以其额定功率的几倍运行，而在更高的功率水平下不会出现明显的扭矩滚降。与有槽电机相比，无感直流无刷电机还可以显着降低电感以提高电流带宽。无感直流无刷电机中的齿自然会产生更大的电感；齿周围的铜线线圈与无感直流无刷电机中的铁芯相互作用，这种相互作用往往会将电流送回自身，导致更大的阻尼（或拖拽）并对无感直流无刷电机的响应和加速度产生负面影响。
在提供动力方面，传统的有槽电机过去比无感直流无刷电机更具优势，因为（如前所述）由于铁和磁铁的接近以及减小的气隙。然而，这种优势实际上已经消失，这在很大程度上是由于使用了高能、稀土磁体（如钐钴和钕铁硼）。通过结合这些磁铁，无感直流无刷电机无刷电机的制造商已经能够定期补偿更大的气隙距离。与有槽产品相比，这些更强大的磁铁可以有效地为无感直流无刷电机产品提供相同（或更好）的扭矩性能。消除齿和使用更强的磁铁都有助于大限度地提高电磁场的强度，以获得功率输出。稀土磁铁，无感直流无刷电机设计和有槽设计之间的另一个重要区别是转子直径。对于相同的电机外径，无感直流无刷电机的转子直径大于有槽结构的转子直径，并且会产生更高的惯性，并容纳更多的磁体材料以获得更大的扭矩。对于具有高惯性负载的应用，更可能指定无感直流无刷电机产品。
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