In de afgelopen tien jaar hebben borstelloze gelijkstroommotoren (bldc's) in toenemende mate de geborstelde gelijkstroommotoren vervangen, vooral in toepassingen waar hoge snelheden (meer dan 12.000 tpm) en een lange levensduur vereist zijn.
Maar BLDC-motoren hebben niet alle voordelen: BLDC-motoren bieden eenvoudige bediening en geen cogging, terwijl de complexe structuur van BLDC-motoren hogere kosten met zich meebrengt - conventionele BLDC-motoren zijn ontwerpen met sleuven, dat wil zeggen dat de spoelen in de sleuven rond de stator zijn gewikkeld .
Als resultaat werd een BLDC-motor met een sleufloos ontwerp ontwikkeld, wat 4 grote voordelen heeft ten opzichte van conventionele sleufloze BLDC-motoren.
Sleufloze BLDC-motoren gebruiken een sleufloos ontwerp. De spoelen worden in een afzonderlijke externe handeling gewikkeld en vervolgens tijdens de montage van de motor direct in de luchtspleet gestoken.
In BLDC-motoren met sleuven voorkomt de aanwezigheid van statortanden dat de totale grootte van de motor wordt geminimaliseerd. Bovendien wordt het wikkelproces steeds moeilijker naarmate de grootte van de motor kleiner wordt. Daarentegen hebben sleufloze borstelloze DC-motoren wikkelingen die schuin of axiaal op een cilindrische statorkern zijn bevestigd, waardoor verkleining eenvoudiger wordt.
Het sleufloze ontwerp heeft ook kostenvoordelen omdat het de complexiteit vermindert en de statorkern gemakkelijker te vervaardigen is.
Hoewel beide ontwerpen kunnen werken met snelheden die veel hoger zijn dan geborstelde gelijkstroommotoren, hebben ontwerpen met sleuven en sleufloze ontwerpen verschillende kenmerken bij hoge snelheden. Om mechanische stabiliteit bij hoge snelheden (van 40.000 tot 60.000 tpm) te verkrijgen, hebben sleufloze rotoren meestal een tweepolig permanent magneetontwerp. Bovendien, vanwege het bestaan van de grote luchtspleet, wanneer de motor op hoge snelheid draait, is het verlies van de statorkern beperkt tot een acceptabel bereik. Dit betekent dat een sleufloze BLDC-motor profiteert van een sleufloze statorstructuur met relatief lage kernverliezen en dus een hoge vermogensdichtheid.
In de begindagen van het sleufloze BLDC-motorontwerp was de vermogensdichtheid zelfs lager dan die van de equivalente sleufmotor. De komst van hoogenergetische permanente magneten en hun alternatieve magnetiseringsapparaten heeft de prestatiekloof echter verkleind. BLDC-motoren met sleuven zijn minder in staat om hoogenergetische magneten te gebruiken vanwege de dikkere tanden die nodig zijn om de magnetische belasting van de motor te vergroten, wat tot gevolg heeft dat het oppervlak van de sleuf en dus de elektrische belasting van de motor wordt verkleind.
BLDC-motoren met sleuven kunnen een hoger koppel leveren dan ontwerpen zonder sleuf, omdat ontwerpen met sleuven hogere temperaturen aankunnen, waardoor er meer koppel kan worden geproduceerd. Vanwege de verzadiging van het magnetische circuit tijdens overbelasting, wordt het koppel van de motor echter verminderd en heeft de tandloze in het sleufloze ontwerp geen magnetische verzadiging, wat zorgt voor een betere overbelasting.
Hoewel sleufloze BLDC-motoren veel voordelen hebben ten opzichte van standaard bldc's, zijn sleufloze BLDC-motoren in praktische toepassingen niet altijd de beste keuze. Slotloze BLDC-motoren bieden bijvoorbeeld een lage inductantie, wat een uitdaging vormt voor motion control. Als pulsbreedtemodulatie (pwm) wordt gebruikt, resulteert een lagere inductantie in hogere motorverliezen. Regelingen met hogere schakelfrequenties (80 tot 100 khz) of seriegecompenseerde inductantie kunnen worden gebruikt om het lage inductantieprobleem op te lossen.
In feite zijn verschillende BLDC-motortechnologieën geschikt voor verschillende toepassingen. BLDC-motoren met sleuven zijn geschikt voor toepassingen zoals elektrische voertuigen of huishoudelijke apparaten die een groot aantal polen vereisen, en de uiteindelijke grootte is geen probleem. Ze hebben ook de voorkeur in ruwe omgevingen, omdat de spoelen met sleufontwerp gemakkelijker te beschermen zijn en mechanisch worden vastgehouden door de statortanden. En voor toepassingen die een hoge snelheid en een klein formaat vereisen, zoals in medische apparatuur of draagbare industriële gereedschappen, zijn sleufloze BLDC-motoren een betere keuze, die de beste oplossing bieden.
