Trong các hệ thống truyền động điện đòi hỏi hiệu suất cao, thiết kế nhẹ và khả năng đáp ứng cao, động cơ mô -men xoắn không khung đang trở thành một lựa chọn lý tưởng cho tự động hóa kết thúc, robot, thiết bị y tế và hệ thống hàng không vũ trụ. Cấu trúc tối giản của chúng, chỉ bao gồm một stator và rôto, mang lại lợi thế trong tự do thiết kế và hiệu quả tích hợp. Cấu trúc này cũng đặt ra nhu cầu cao hơn về hiệu suất của các vật liệu cốt lõi: giới hạn vật lý của các vật liệu thường xác định các giới hạn của hiệu suất động cơ . 1. nam châm vĩnh cửu xác định mật độ mô -men xoắn và tốc độ đáp ứng. Là thành phần cốt lõi của rôto, nam châm vĩnh cửu cung cấp thông lượng từ tính cần thiết cho hoạt động của động cơ và là nguồn tạo mô -men xoắn trực tiếp. Hiệu suất của họ xác định mô -men xoắn cực đại của động cơ, băng thông phản hồi và kích thước tổng thể. Vật liệu chính thống, Neodymium Iron Boron, mang lại những lợi thế như sản phẩm năng lượng từ tính cao (lên đến 50 MgoE) và độ trễ cao, làm cho nó phù hợp với động cơ mô -men xoắn nhỏ,-. Tuy nhiên, những hạn chế của nó bao gồm kháng nhiệt độ kém, nhạy cảm với quá trình oxy hóa và nhu cầu về lớp phủ bảo vệ. Hiệu suất giảm đáng kể ở nhiệt độ cao. Samarium Cobalt (SMCO), với điện trở nhiệt độ cao (lên tới 350 độ) và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, phù hợp với hàng không vũ trụ, tốc độ cao - và môi trường chân không. Nhược điểm bao gồm chi phí cao, một sản phẩm năng lượng từ tính thấp hơn một chút so với NDFEB (khoảng 25-30 MgoE), độ giòn cao và xử lý khó khăn.
Thứ hai, lõi stator chi phối hiệu quả năng lượng và mất nhiệt. Thép silicon, hợp kim vô định hình và vật liệu tinh thể nano là ba vật liệu lõi stator chính cho động cơ mô -men xoắn không khung. High - Thép silicon cấp (chẳng hạn như 35pnh300 và 30ZH120) vẫn là vật liệu lõi được sử dụng phổ biến nhất, cung cấp mật độ từ thông bão hòa tuyệt vời và tổn thất lõi trong phạm vi 2,5. Ưu điểm bao gồm chi phí thấp và khả năng xử lý tốt, làm cho chúng phù hợp với hầu hết các điều kiện hoạt động. Tuy nhiên, tổn thất cao giới hạn hiệu suất trong các ứng dụng ổ đĩa tần số cao -. Hợp kim vô định hình, do cấu trúc miễn phí của hạt -, cung cấp độ trễ cực thấp và tổn thất dòng điện xoáy, giữ tổn thất lõi dưới 1,2 W/kg ngay cả ở 50 Hz và 1,5 T. Chúng cung cấp hiệu suất tần số cao- tuyệt vời. Do sức mạnh cơ học thấp và khó khăn xử lý, cùng với chi phí vật liệu và xử lý cao, nó hiện được sử dụng chủ yếu trong các động cơ tùy chỉnh cuối-.
Vật liệu tinh thể nano, dựa trên vật liệu vô định hình, kiểm soát thêm kích thước hạt và tối ưu hóa tính thấm từ. Chúng cung cấp các tính chất từ tính ổn định, mất sắt dao động từ 0,8, 1,5 W/kg và cải thiện độ ổn định nhiệt độ. Họ cung cấp các lợi thế tiềm năng trong các hệ thống ổ đĩa chính xác tần số cao-. Tuy nhiên, các vật liệu tinh thể nano cũng phải đối mặt với những thách thức như chi phí cao và độ giòn. Hiện tại, họ đang trong giai đoạn đầu giới thiệu công nghệ và vẫn chưa đạt được ứng dụng thương mại rộng rãi. Các lõi vô định hình đang được khám phá để sử dụng ở mức thấp - tốc độ, cao - mô -men xoắn mô -men xoắn mô -men xoắn, đặc biệt là trong năng lượng - các ứng dụng nhạy cảm yêu cầu dài -. Tuy nhiên, những đột phá đáng kể trong việc xử lý hiệu quả và chi phí vẫn chưa đạt được.
Iii. Hệ thống cuộn dây xác định hiệu quả và khả năng quản lý nhiệt: Vật liệu cuộn dây ảnh hưởng trực tiếp đến tổn thất đồng của động cơ, tạo nhiệt và phản ứng động. Độ dẫn điện, điện trở và cấu trúc hệ thống dây điện là các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất. Vật liệu dẫn điện: Cao - đồng tinh khiết
Xây dựng: Dây đồng tròn được tráng men: Giải pháp truyền thống, phù hợp cho các ứng dụng nguồn thấp - đến trung bình -. Dây bị mắc kẹt Litz: Giảm hiệu ứng da, phù hợp với các ổ tần số - cao. Dây đồng phẳng: Cải thiện yếu tố lấp đầy khe, cải thiện sự tản nhiệt, phù hợp cho các ứng dụng mật độ dòng điện cao. Hệ thống cách nhiệt: thường được sử dụng là polyimide (PI), PPS và lớp F hoặc H cách điện Vecnish. Cao - Các ứng dụng nhiệt độ yêu cầu bổ sung giấy aramid hoặc băng dính composite.
