空心杯电机的结构原理和优点

   空心杯电枢有刷直流永磁电动机和无槽无刷直流永磁电动机是精密仪表类微型电动机.空心杯电枢有刷直流永磁电动机的主要优点在于：

①永磁体通常被放置在内定子上，结构紧凑；在闭合磁路中，相对总的磁路长度而言，永磁体沿着磁化方向的长度所占比例高、漏磁通小、气隙磁通密度高、功率密度比较高.

②换向回路电感量小、换向火花小、电磁干扰小、电磁兼容(EMC)性能好.

③软磁铁心上没有齿，气隙磁导均匀，因而定转子之间没有因齿与磁极相互作用而产生的齿槽效应力矩，转子没有停留在那些气隙磁导大的空间位置上的趋向；机械特性的线性度好，能够在低速情况下平稳光滑地旋转，便于控制；运行过程中没有抖晃、振动小、噪声小.

④转动惯量低，机电时间常数小，可以低至1毫秒，频带宽、响应快、伺服控制性能好.

⑤不存在铁心齿层的磁饱和问题，电枢反应对主磁场的影响小，气隙磁通密度恒定，因此电磁转矩与输入电动机的电流之间能够确切地保持正比例关系.

⑥没有铁心损耗，空载电流小，一般小于50毫安，运行效率高.⑦寿命长.当然，它也有不足之处，例如空心杯电枢的热容量小，耐热性能比较差，抵抗冲击负荷的能力差，发热后容易变形.此外，电枢回路电感小也存在负面效应，例如在采用脉宽调制(PWM)方式对电动机的输出功率或转速实施控制时，电流反应很快，电枢绕组内将出现电流脉动，它将会使电动机严重发热；同时，快速变化的电流反应也将影响到电流控制回环的稳定性.

         无槽无刷直流永磁电动机，虽然在结构上类似三相永磁同步电动机，如永磁体被放置在转子上，三相绕组被放置在定子上，采用预先施加负荷的滚珠轴承，然而，它与同步电动机还是有着很大的差异：电源将依据电动机内部转子的空间电气角位置对三相电枢绕组实施供电，而不是由外部强加的；恰恰相反，它的运行机制十分类似于三个换向片的有刷直流永磁电动机，因而它具有一般有刷直流永磁电动机同样的机械特性，拥有高的起动转矩和良好的动态性能.

此外，它的主要优点在于：

①由于它采用电子换向来替代机械换向，转速不受电刷/换向器机械构件的限制，能够在高达100000转/分的转速条件下运转.

②采用无槽的外定子铁心，因而它没有齿槽效应力矩，运转平稳光滑、振动小、噪声小.

③工作寿命长.当然，无槽无刷直流永磁电动机也存在一些不足之处，例如，它的运行离不开控制器，控制器除了被用来实现电子换向外，还被用来控制电动机的转速或位置，从而增加了生产成本，同时，又增加了电子元器件和电气线路的可靠性问题；定子铁心内的交变磁通将产生铁心损耗，影响到电动机的运行效率