지난 10년 동안 특히 고속(12,000rpm 이상)과 긴 수명이 요구되는 응용 분야에서 브러시리스 DC 모터(bldcs)가 브러시 DC 모터를 점점 더 많이 대체했습니다.
그러나 BLDC 모터에는 모든 장점이 없습니다. BLDC 모터는 제어가 간단하고 코깅이 없는 반면, BLDC 모터의 복잡한 구조는 비용이 더 많이 듭니다. 기존의 BLDC 모터는 슬롯형 설계입니다. .
그 결과 기존 슬롯형 BLDC 모터에 비해 크게 4가지 장점이 있는 무슬롯 설계의 BLDC 모터가 개발되었다.
무슬롯 BLDC 모터는 무슬롯 설계를 사용합니다. 코일은 별도의 외부 작업에서 감긴 다음 모터 조립 중에 에어 갭에 직접 삽입됩니다.
슬롯형 BLDC 모터에서 고정자 톱니가 있으면 모터의 전체 크기가 최소화되지 않습니다. 또한 모터의 크기가 작아짐에 따라 와인딩 공정이 점점 어려워지고 있습니다. 반대로 무슬롯 무브러시 DC 모터에는 원통형 고정자 코어에 기울어지거나 축 방향으로 고정된 권선이 있어 크기를 쉽게 줄일 수 있습니다.
무슬롯 설계는 복잡성을 줄이고 고정자 코어를 제조하기 더 쉽기 때문에 비용상의 이점도 있습니다.
두 디자인 모두 브러시 DC 모터보다 훨씬 빠른 속도로 작동할 수 있지만 슬롯형 및 무슬롯 디자인은 고속에서 다른 특성을 가집니다. 고속(40,000~60,000rpm)에서 기계적 안정성을 얻기 위해 슬롯리스 로터는 일반적으로 2극 영구 자석 설계를 사용합니다. 또한, 큰 공극의 존재로 인해 모터가 고속으로 작동할 때 고정자 코어의 손실이 허용 범위로 제한됩니다. 즉, 슬롯리스 BLDC 모터는 코어 손실이 상대적으로 낮아 전력 밀도가 높은 슬롯리스 고정자 구조의 이점을 누릴 수 있습니다.
실제로 무슬롯 BLDC 모터 설계 초기에는 동급의 슬롯형 모터보다 출력 밀도가 낮았습니다. 그러나 고에너지 영구 자석과 대체 자화 장치의 출현으로 성능 격차가 줄어들었습니다. 슬롯 형 BLDC 모터는 모터의 자기 부하를 증가시키는 데 필요한 두꺼운 톱니 때문에 고 에너지 자석을 사용할 수 없으며, 이는 슬롯 면적을 줄여 모터의 전기 부하를 줄이는 효과가 있습니다.
슬롯형 BLDC 모터는 슬롯형 설계가 더 높은 온도를 처리할 수 있어 더 많은 토크를 생성할 수 있기 때문에 슬롯리스 설계보다 더 높은 토크를 제공할 수 있습니다. 그러나 과부하 운전 시 자기 회로의 포화로 인해 모터의 토크가 감소하고 무슬롯 설계의 투슬리스는 자기 포화가 없으므로 더 나은 과부하를 제공합니다.
무슬롯 BLDC 모터는 표준 bldc에 비해 많은 이점이 있지만 실제 응용 분야에서는 무슬롯 BLDC 모터가 항상 최선의 선택은 아닙니다. 예를 들어, 무슬롯 BLDC 모터는 인덕턴스가 낮아 모션 제어에 문제가 있습니다. 펄스 폭 변조(pwm) 제어를 사용하는 경우 인덕턴스가 낮으면 모터 손실이 높아집니다. 낮은 인덕턴스 문제를 완화하기 위해 더 높은 스위칭 주파수(80~100kHz) 또는 직렬 보상 인덕턴스를 사용하는 컨트롤을 사용할 수 있습니다.
실제로 다양한 BLDC 모터 기술이 다양한 애플리케이션에 적합합니다. 슬롯 형 BLDC 모터는 많은 수의 극을 필요로 하는 전기 자동차 또는 가전 제품과 같은 응용 프로그램에 적합하며 최종 크기는 문제가 되지 않습니다. 슬롯형 설계 코일은 보호하기 쉽고 고정자 톱니에 의해 기계적으로 고정되기 때문에 열악한 환경에서도 선호됩니다. 그리고 의료 장비 또는 휴대용 산업 도구와 같이 고속 및 작은 크기가 필요한 애플리케이션의 경우 슬롯리스 BLDC 모터가 더 나은 선택이며 최상의 솔루션을 제공합니다.
