Na última década, os motores CC sem escova (bldcs) substituíram cada vez mais os motores CC escovados, especialmente em aplicações onde altas velocidades (acima de 12.000 rpm) e longa vida útil são necessárias.
Mas os motores BLDC não têm todas as vantagens: os motores BLDC oferecem controle simples e sem cogging, enquanto a estrutura complexa dos motores BLDC significa custos mais altos – os motores BLDC convencionais são projetos com fendas, ou seja, as bobinas são enroladas nos slots ao redor do estator.
Como resultado, foi desenvolvido um motor BLDC com um design slotless, que tem 4 grandes vantagens sobre os motores BLDC com fenda convencional.
Os motores BLDC sem ranhuras usam um design sem ranhuras. As bobinas são enroladas em uma operação externa separada e, em seguida, inseridas diretamente no vão de ar durante a montagem do motor.
Em motores BLDC com fenda, a presença de dentes do estator impede que o tamanho total do motor seja minimizado. Além disso, à medida que o tamanho do motor diminui, o processo de enrolamento torna-se cada vez mais difícil. Em contraste, os motores CC sem escova sem ranhuras têm enrolamentos inclinados ou fixados axialmente em um núcleo cilíndrico do estator, facilitando a redução de tamanho.
O design sem ranhuras também tem vantagens de custo, pois reduz a complexidade e o núcleo do estator é mais fácil de fabricar.
Embora ambos os projetos possam operar em velocidades muito mais altas do que os motores DC escovados, os projetos com fendas e sem ranhuras têm características diferentes em altas velocidades. Para obter estabilidade mecânica em altas velocidades (de 40.000 a 60.000 rpm), os rotores sem ranhuras geralmente têm um projeto de ímã permanente de dois polos. Além disso, devido à existência do grande espaço de ar, quando o motor funciona em alta velocidade, a perda do núcleo do estator é limitada a uma faixa aceitável. Isso significa que um motor BLDC sem ranhuras se beneficia de uma estrutura de estator sem ranhura com perdas de núcleo relativamente baixas e, portanto, alta densidade de potência.
De fato, nos primeiros dias do projeto do motor BLDC sem ranhuras, sua densidade de potência era menor do que a do motor com fenda equivalente. No entanto, o advento de ímãs permanentes de alta energia e seus dispositivos de magnetização alternativos reduziu a lacuna de desempenho. Os motores BLDC com fenda são menos capazes de usar ímãs de alta energia por causa dos dentes mais espessos necessários para aumentar a carga magnética no motor, o que tem o efeito de reduzir a área do slot e, portanto, a carga elétrica no motor.
Os motores BLDC com fenda podem fornecer torque mais alto do que os projetos sem ranhuras porque os projetos com fendas podem lidar com temperaturas mais altas, permitindo que mais torque seja produzido. No entanto, devido à saturação do circuito magnético durante a operação de sobrecarga, o torque do motor é reduzido, e o desdentado no projeto slotless não tem saturação magnética, proporcionando assim uma melhor sobrecarga.
Embora os motores BLDC sem ranhuras tenham muitas vantagens sobre os bldcs padrão, em aplicações práticas, os motores BLDC sem ranhuras nem sempre são a melhor escolha. Por exemplo, os motores BLDC sem ranhuras oferecem baixa indutância, o que representa um desafio para o controle de movimento. Se o controle de modulação por largura de pulso (pwm) for usado, menor indutância resulta em maiores perdas motoras. Controles com frequências de comutação mais altas (80 a 100 khz) ou indutância compensada em série podem ser usados para aliviar o problema da baixa indutância.
Na verdade, diferentes tecnologias de motores BLDC são adequadas para diferentes aplicações. Os motores BLDC com fenda são adequados para aplicações como veículos elétricos ou eletrodomésticos que exigem um alto número de postes, e o tamanho final não é um problema. Eles também são preferidos em ambientes agressivos, pois as bobinas de design ranhurado são mais fáceis de proteger e mecanicamente seguradas pelos dentes do estator. E para aplicações que exigem alta velocidade e tamanho pequeno, como em equipamentos médicos ou ferramentas industriais portáteis, os motores BLDC sem ranhura são a melhor escolha, oferecendo a melhor solução.