永磁同步电机之关于无槽无刷永磁直流电动机

8 . 6 . 1特点及用途

1．特点

在电励磁电动机中，为了减少励磁功率和励磁磁动势，必须把电动机绕组放在电动机槽中，而且气隙做得应尽可能小。但是，在使用高磁性能的永磁材料电动机中，由于材料提供的励磁磁动势比较高，所以就可以把电动机气隙做得比较大些，这样电动机在设计与制造时把绕组放在气隙中，而不是放在槽中。众所周知，电动机中由于齿槽的存在，而产生的齿谐波磁动势会带来一系列的电磁问题，进而使电动机性能变坏、效率降低、电磁噪声加大。这样，一种无槽无刷永磁电动机的出现，就为电动机的性能好、效率高、可靠性强带来可能。

无槽无刷直流电动机不仅具有普通无刷电动机的优点，而且具有无齿槽效应、绕组散热条件好、电枢电感小等特点。因此，这种电动机力矩波动小、运行平稳、电磁噪声低，特别适用于诸如家用电器、办公设备、医疗仪器等要求低噪声的场合。

无槽无刷永磁直流电动机是近年来产生并得到发展的一种新型电动机，把无槽结构引人永磁无刷直流电动机，就是为了最大程度的利用稀土永磁材料的高性能，从而得到高性能无刷直流电动机的特殊设计，再配上优良的驱动系统使其成为理想的伺服执行元件。这种电动机不仅具有普通无刷直流电动机调速性能好、可靠性高、免维护和无换向火花等优点，而且消除了齿槽效应，具有转矩波动小、运行平稳、噪声低、电枢电感小、定位干扰力矩小等一系列优于普通无刷直流电动机的地方，成为一代很有发展前景的无刷直流电动机，从而引起人们相当大的关注。

2．用途

无槽无刷永磁直流电动机是为军事需要而诞生的，随着电子技术和永磁材料的不断发展，如今已在民用事业中崭露头角，从江西喜泰电机有限公司开发应用的100多种产品的情况来看，产品性能优势明显，用户反应好，需求呼声高，多领域应用势头很旺；从技术层面来讲，这些产品的功率范围SW一22kw ,电流范围1一120A，电压范围12 ? 480v，机座号范围中34一币360，足以和传统无刷直流电动机的现有产品范围相提并论，其应用领域遍及各行各业。故而，在与传统无刷直流电动机选型对比中屡屡被优先采用，市场占有率越来越高。尤其在全球资源倍感紧缺的今天，无槽无刷永磁直流电动机效率高、体积小所带动的节能、降耗效益会越来越被人们重视。

8 . 6 . 2结构及工艺特点

1．结构特点

无槽无刷直流电动机是将无槽结构引人传统的无刷直流电动机，即将电枢绕组粘在定子铁心表面，定子铁心不存在齿槽结构，其结构如图8一13所示，该电动机的驱动原理及方式与传统无刷直流电动机相同。

    由于定子绕组所占位置是有效气隙的组成部分，因此，这种电动机的气隙比普通无刷电动机大得多。为了产生足够的气隙磁感应强度，要求永磁体必须有大的剩余磁感应强度、矫顽力和磁能积。无槽无刷直流电动机与无刷直流电动机一样，有电枢、永磁转子、控制与驱动电路等三部分：

l）电枢根据用途不同，电动机可以做成径向磁场，即圆柱式电动机，也可以做成轴向磁场，即圆盘式电动机。圆柱式电动机的电枢铁心为圆环形结构，由硅钢片冲制而成，圆环冲成后叠压在一起焊成整体结构。电枢绕组由自粘性电磁线或普通电磁线绕制而成，绕制后排列成型放在电枢铁心中用专用工具加热自粘成型或浸胶压制成型。为了使绕组压制过程中不致压破，常常在绕组内外圆放一较薄绝缘套筒，并将它与电枢压在一起。圆盘式电动机的电枢铁心也为一圆环形结构，但硅钢片不需冲制，只要把硅钢片剪成条料卷成圆环即可，这种铁心不但制造简单，而且也节约材料。电枢绕组则需绕成扇形，绕成后直接压在电枢铁心上，其工艺与圆柱式电动机相同，如果电动机功率不大时，电枢绕组也可采用印制电路。

2）永磁转子无槽无刷直流电动机永磁转子与无刷直流电动机基本相同。但由于该种电动机电气气隙较大，因而磁钢体积也较大，高速时离心力也较大，有时离心力可能超过粘胶的剥离强度。为了使转子磁钢在高速运转时不致甩出。常常要在转子表面加不导磁的不锈钢圈进行加固，而且要有一定的预应力。

3）控制与驱动电路无槽无刷直流电动机的控制与驱动电路可以采用与无刷直流电动机相同的电路。根据供电电源及要求不同而采用不同的驱动与控制形式。

2．工艺特点

因为无槽无刷直流电动机只是定子电枢与无刷直流电动机不同，所以我们只讨论定子电枢的制造工艺特点。电枢绕组绕制完成后，要在专用工艺装备上放在铁心中成型，并进行固化或灌封，从而提高机械强度和绝缘强度，并改善散热条件。

无槽以后电动机在制造工艺上有以下几个方面的变化：

l）由于没有了嵌放电枢绕组的槽形，所以必须将电枢绕组制作成整体式圆筒形结构即筒形线圈，然后将其安放到光滑的电枢铁心圆环面上；

2）由于没有承受电磁转矩的槽形，因此要求筒形线圈的整体性好、强度高，与电枢铁心的结合牢固，这必然要使用特殊技术手段才能实现；

3）由于位置检测霍尔元件不能借助槽形来确保其正确的安装位置，因此在制造过程中，位置检测霍尔元件相对于绕组的逻辑位置必需用专门的仪器检测确定；

4）就电动机的整体结构而言，其复杂程度降低了，有利于专业化生产。