Son on yılda fırçasız DC motorlar (bldc'ler), özellikle yüksek hızların (12.000 rpm'nin üzerinde) ve uzun ömrün gerekli olduğu uygulamalarda fırçalı DC motorların yerini giderek daha fazla almıştır.
Ancak BLDC motorlar tüm avantajlara sahip değildir: BLDC motorlar basit kontrol sağlar ve dişli çark yapmazken, BLDC motorların karmaşık yapısı daha yüksek maliyetler anlamına gelir; geleneksel BLDC motorlar oluklu tasarımlardır, yani bobinler statorun etrafındaki yuvalara sarılır .
Sonuç olarak, geleneksel slotlu BLDC motorlara göre 4 önemli avantajı olan slotsuz tasarıma sahip bir BLDC motor geliştirildi.
Yuvasız BLDC motorlar, yuvasız bir tasarım kullanır. Bobinler ayrı bir harici işlemle sarılır ve daha sonra motor montajı sırasında doğrudan hava boşluğuna sokulur.
Oluklu BLDC motorlarda, stator dişlerinin varlığı, motorun toplam boyutunun küçültülmesini engeller. Ayrıca motorun boyutu küçüldükçe sarma işlemi de giderek zorlaşmaktadır. Buna karşılık, oluksuz fırçasız DC motorlar, silindirik bir stator çekirdeği üzerinde eğimli veya eksenel olarak sabitlenmiş sargılara sahiptir ve bu da boyut küçültmeyi kolaylaştırır.
Oluksuz tasarım aynı zamanda karmaşıklığı azalttığı ve stator çekirdeğinin üretilmesinin daha kolay olduğu için maliyet avantajlarına da sahiptir.
Her iki tasarım da fırçalı DC motorlara göre çok daha yüksek hızlarda çalışabilirken slotlu ve slotsuz tasarımlar yüksek hızlarda farklı özellikler göstermektedir. Yüksek hızlarda (40.000 ila 60.000 rpm) mekanik kararlılık elde etmek için oluksuz rotorlar genellikle iki kutuplu kalıcı mıknatıs tasarımına sahiptir. Ayrıca, büyük hava boşluğunun varlığı nedeniyle, motor yüksek hızda çalıştığında, stator çekirdeğinin kaybı kabul edilebilir bir aralıkla sınırlıdır. Bu, yuvasız bir BLDC motorun nispeten düşük çekirdek kayıplarına ve dolayısıyla yüksek güç yoğunluğuna sahip yuvasız bir stator yapısından yararlandığı anlamına gelir.
Aslında, yuvasız BLDC motor tasarımının ilk günlerinde, güç yoğunluğu eşdeğer yuvalı motorunkinden daha düşüktü. Bununla birlikte, yüksek enerjili kalıcı mıknatısların ve bunların alternatif mıknatıslama cihazlarının ortaya çıkışı, performans farkını daraltmıştır. Oluklu BLDC motorlar, motor üzerindeki manyetik yükü artırmak için gereken daha kalın dişler nedeniyle yüksek enerjili mıknatısları daha az kullanabilir, bu da yuva alanını ve dolayısıyla motor üzerindeki elektrik yükünü azaltma etkisine sahiptir.
Oluklu BLDC motorlar, slotsuz tasarımlardan daha yüksek tork sağlayabilir, çünkü slotlu tasarımlar daha yüksek sıcaklıkları kaldırabilir ve daha fazla tork üretilmesine izin verir. Bununla birlikte, aşırı yük çalışması sırasında manyetik devrenin doygunluğu nedeniyle, motorun torku azalır ve oluksuz tasarımdaki dişsizin manyetik doygunluğu yoktur, bu nedenle daha iyi bir aşırı yük sağlar.
Slotsuz BLDC motorların standart bldc'lere göre birçok avantajı olmasına rağmen, pratik uygulamalarda slotsuz BLDC motorlar her zaman en iyi seçim değildir. Örneğin, yuvasız BLDC motorlar düşük endüktans sunar ve bu da hareket kontrolü için zorluk teşkil eder. Darbe genişlik modülasyonu (pwm) kontrolü kullanılırsa, daha düşük endüktans daha yüksek motor kayıplarına neden olur. Düşük endüktans sorununu hafifletmek için daha yüksek anahtarlama frekanslarına (80 ila 100 khz) veya seri kompanzasyonlu endüktansa sahip kontroller kullanılabilir.
Aslında, farklı BLDC motor teknolojileri farklı uygulamalar için uygundur. Oluklu BLDC motorlar, çok sayıda kutup gerektiren elektrikli araçlar veya ev aletleri gibi uygulamalar için uygundur ve nihai boyut sorun değildir. Oluklu tasarım bobinlerinin daha kolay korunması ve mekanik olarak stator dişleri tarafından tutulması nedeniyle zorlu ortamlarda da tercih edilirler. Tıbbi ekipman veya taşınabilir endüstriyel aletler gibi yüksek hız ve küçük boyut gerektiren uygulamalar için, yuvasız BLDC motorlar daha iyi bir seçimdir ve en iyi çözümü sunar.
