スロット付きBLDCモータに対するスロットレスBLDCモータの4つの利点

1)スロットレスBLDCモータの体積を小さくすることができます

スロット付きBLDCモータでは、固定子の歯が存在するため、モータ全体のサイズを最小化することができません。さらに、モーターのサイズが小さくなると、巻線プロセスがますます困難になります。対照的に、スロットレスブラシレスDCモータは、円筒形のステータコアに斜めまたは軸方向に固定された巻線を備えているため、小型化が容易です。

2)スロットレスBLDCモータのコストが安い

スロットレス設計は、複雑さを軽減し、ステータコアの製造が容易であるため、コスト面でも有利です。

3)スロットレスBLDCモータは高出力密度

どちらの設計もブラシ付きDCモータよりもはるかに高速で動作できますが、スロット付き設計とスロットレス設計では、高速での特性が異なります。高速(40,000〜60,000rpm)で機械的安定性を得るために、スロットレスローターは通常、2極永久磁石設計になっています。また、大きなエアギャップが存在するため、モーターが高速で動作する場合、固定子鉄心の損失は許容範囲に制限されます。つまり、スロットレスBLDCモータは、コア損失が比較的低く、電力密度が高いスロットレスステータ構造の恩恵を受けることができます。

実際、スロットレスBLDCモータ設計の初期段階では、その電力密度は同等のスロット付きモータよりも低かった。しかし、高エネルギー永久磁石とその代替磁化素子の出現により、性能差は縮まりました。スロット付きBLDCモータは、モータの磁気負荷を増加させるために必要な歯が厚いため、高エネルギー磁石の使用が難しく、スロットの面積が小さくなり、モータの電気負荷が軽減されます。

4)スロットレスBLDCモーターは過負荷が優れています

スロット付きBLDCモータは、スロット付き設計の方が高温に対応できるため、スロットレス設計よりも高いトルクを提供でき、より多くのトルクを生成できます。ただし、過負荷動作中の磁気回路の飽和により、モーターのトルクが低下し、スロットレス設計の歯のないものには磁気飽和がないため、より優れた過負荷が得られます。

スロットレスBLDCモータには、標準のBLDCに比べて多くの利点がありますが、実際のアプリケーションでは、スロットレスBLDCモータが常に最良の選択であるとは限りません。たとえば、スロットレスBLDCモータはインダクタンスが小さいため、モーション制御に課題があります。パルス幅変調(pwm)制御を使用する場合、インダクタンスが低いほどモータ損失が大きくなります。より高いスイッチング周波数(80〜100kHz)または直列補償インダクタンスを備えた制御を使用して、低インダクタンスの問題を軽減できます。