无槽BLDC电机对比有槽BLDC电机有哪4大优势

在过去的十年中，无刷直流电动机（BLDC）已越来越多地替代有刷直流电动机，尤其是在要高速（12,000 rpm以上）和长使用寿命的应用中。

但无刷直流电机并没有占据全部优势：有刷直流电机提供简单的控制且无齿槽效应，而无刷直流电动机的结构复杂意味着成本更高——常规的无刷直流电机为开槽设计，即线圈缠绕在定子周围的槽内。

由此，无槽设计的无刷直流电机被开发出来了，相比常规有槽的无刷直流电机，它具有4大优势。

无槽BLDC电机采用无槽设计，即线圈在单独的外部操作中缠绕，然后在电机组装过程中直接插入气隙中。

优势1：无槽BLDC电机体积可以做到更小。

在有槽无刷直流电动机中，定子齿的存在使电机的整体尺寸无法达到最小化。此外，随着电机尺寸的缩小，绕组过程也逐渐变得困难。相比之下，无槽无刷直流电动机在圆柱形定子铁芯上固定有斜向或轴向的绕组，使尺寸更容易缩小。

优势2：无槽BLDC电机成本更低

无槽设计还具有成本优势，因为它降低了复杂性，定子铁芯更容易制造。

优势3：无槽BLDC电机具有高功率密度

虽然这两种设计都可以在远高于有刷直流电动机的速度下运行，但有槽和无槽设计在高速度下有不同的特点。为了在高速运行下获得机械稳定（从40000到60000rpm），通常无槽转子有一个两极永磁设计。此外，由于大气隙的存在，当电机高速运行时，定子铁芯的损耗被限制在一个可接受的范围内。这意味着，无槽BLDC电机得益于无槽定子结构，铁芯损耗相对较小，因此具有高功率密度。

其实在无槽BLDC电机设计的早期，其功率密度比同等的有槽电机低。但是，高能永磁体及其替代磁化装置的出现缩小了性能差距。有槽无刷直流电动机不太能采用高能磁铁，因为增加电动机的磁负荷所需的较厚的齿，其效果是减少槽的面积，从而减少电动机的电负荷。

优势4：无槽BLDC电机具有更好的过载

有槽的无刷直流电动机可以提供比无槽设计更高的扭矩，因为有槽设计可以处理更高的温度，允许产生更多的扭矩。但是，由于在过载运行时磁路的饱和，电机的扭矩会降低，而无槽设计中的无齿没有磁饱和，因此提供更好的过载。

尽管无槽BLDC电机相比标准BLDC有着诸多优势，但是在实际应用中，无槽BLDC电机并非总是最优的选择。比如，无槽式BLDC电机提供了低电感，这给运动控制带来了挑战。如果采用脉冲宽度调制（PWM）控制，低电感会导致更高的电机损耗。具有较高开关频率（80至100千赫）或串联补偿电感的控制装置可用于缓解低电感问题。

事实上，不同的无刷直流电动机技术适合不同的应用。有槽无刷直流电动机适用于电动汽车或家用电器等需要较多极数的应用，而且最终尺寸也不是问题。在恶劣的环境中，它们也是首选，因为开槽设计的线圈更容易保护，并由定子齿机械地固定。而对于需要高速和小尺寸的应用，例如在医疗设备或便携式工业工具中，无槽BLDC电机是更好的选择，它可以提供最佳解决方案。

编辑：jq