導讀：在無槽BLDC電機設計的早期，其功率密度比同等的有槽電機低。但是，高能永磁體及其替代磁化裝置的出現(xiàn)縮小了性能差距。

在過去的十年中，無刷直流電動機(BLDC)已越來越多地替代有刷直流電動機，尤其是在要高速(12,000 rpm以上)和長使用壽命的應用中。

但無刷直流電機并沒有占據全部優(yōu)勢：

有刷直流電機提供簡單的控制且無齒槽效應，而無刷直流電動機的結構復雜意味著成本更高――常規(guī)的無刷直流電機為開槽設計，即線圈纏繞在定子周圍的槽內。

由此，無槽設計的無刷直流電機被開發(fā)出來了，相比常規(guī)有槽的無刷直流電機，它具有4大優(yōu)勢。

無槽BLDC電機采用無槽設計，即線圈在單獨的外部操作纏繞，然后在電機組裝過程中直接插入氣隙中。

▍優(yōu)勢1：無槽BLDC電機體積可以做到更小。

在有槽無刷直流電動機中，定子齒的存在使電機的整體尺寸無法達到最小化。此外，隨著電機尺寸的縮小，繞組過程也逐漸變得困難。相比之下，無槽無刷直流電動機在圓柱形定子鐵芯上固定有斜向或軸向的繞組，使尺寸更容易縮小。

▍優(yōu)勢2：無槽BLDC電機成本更低

無槽設計還具有成本優(yōu)勢，因為它降低了復雜性，定子鐵芯更容易制造。

▍優(yōu)勢3：無槽BLDC電機具有高功率密度

雖然這兩種設計都可以在遠高于有刷直流電動機的速度下運行，但有槽和無槽設計在高速度下有不同的特點。為了在高速運行下獲得機械穩(wěn)定(從40000到60000rpm)，通常無槽轉子有一個兩極永磁設計。此外，由于大氣隙的存在，當電機高速運行時，定子鐵芯的損耗被限制在一個可接受的范圍內。這意味著，無槽BLDC電機得益于無槽定子結構，鐵芯損耗相對較小，因此具有高功率密度。

其實在無槽BLDC電機設計的早期，其功率密度比同等的有槽電機低。但是，高能永磁體及其替代磁化裝置的出現(xiàn)縮小了性能差距。有槽無刷直流電動機不太能采用高能磁鐵，因為增加電動機的磁負荷所需的較厚的齒，其效果是減少槽的面積，從而減少電動機的電負荷。

▍優(yōu)勢4：無槽BLDC電機具有更好的過載

有槽的無刷直流電動機可以提供比無槽設計更高的扭矩，因為有槽設計可以處理更高的溫度，允許產生更多的扭矩。但是，由于在過載運行時磁路的飽和，電機的扭矩會降低，而無槽設計中的無齒沒有磁飽和，因此提供更好的過載。

盡管無槽BLDC電機相比標準BLDC有著諸多優(yōu)勢，但是在實際應用中，無槽BLDC電機并非總是最優(yōu)的選擇。比如，無槽式BLDC電機提供了低電感，這給運動控制帶來了挑戰(zhàn)。如果采用脈沖寬度調制(PWM)控制，低電感會導致更高的電機損耗。具有較高開關頻率(80至100千赫)或串聯(lián)補償電感的控制裝置可用于緩解低電感問題。

事實上，不同的無刷直流電動機技術適合不同的應用。有槽無刷直流電動機適用于電動汽車或家用電器等需要較多極數的應用，而且最終尺寸也不是問題。在惡劣的環(huán)境中，它們也是首選，因為開槽設計的線圈更容易保護，并由定子齒機械地固定。而對于需要高速和小尺寸的應用，例如在醫(yī)療設備或便攜式工業(yè)工具中，無槽BLDC電機是更好的選擇，它可以提供最佳解決方案。

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