一般而言，電動機的定子在外面，轉子在里面

一般而言，電動機的定子在外面，轉子在里面。在傳統(tǒng)的有刷直流電動機中，定子磁場在外面，轉子電樞在里面。無刷直流電動機出現(xiàn)后，使旋轉電樞從里面走到外面，由轉子變成了定子；而原來靜止不動的定子永磁體走到了里面，由定子變成了轉子。這種結構稱之為“內(nèi)轉子結構”。

在實際使用中，有時為了滿足某些電子機械的特殊技術要求，把電動機的定子電樞做在里面，而把帶永磁體的轉子做在外面，我們把這種結構稱之為“外轉子結構”，或稱之為“內(nèi)定子結構”。Ms.參今天就和大家聊聊內(nèi)轉子與外轉子結構電機的比較。

在無刷直流電動機的設計中，外轉子結構和內(nèi)轉子結構具有各自的優(yōu)缺點。這兩種設計之間的電動機特性的差異情況概括為：外轉子結構電機轉子慣量、輸出力矩/輸出功率比都較高，零部件數(shù)量相對較多，霍爾反映位置近似；而內(nèi)轉子結構電機轉子慣量、輸出力矩/輸出功率比都較低，零部件數(shù)量相對較少，霍爾反映位置精確。

1.慣量的考慮

負載慣量對轉子慣量的比值是選擇一個合適電動機的關鍵要素之一。在采用齒輪減速器或者蝸輪減速器的剛性機械系統(tǒng)中，歸算到電動機軸上的負載慣量對轉子慣量的最大的推薦比值為10；對于采用含有皮帶和滑輪減速的系統(tǒng)而言，最大的推薦比值為4。

在系統(tǒng)設計時，只要有可能，不應超過被推薦的歸算到電動機軸上的負載慣量相對轉子慣量的最大比值。在一個具有很高歸算負載慣量的系統(tǒng)中，采用外轉子電動機將有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是，由于加速力矩等于被加速的慣量和加速度的乘積，因此采用慣量小的內(nèi)轉子電動機，負載能夠獲得較高的加速率，系統(tǒng)靈敏度高、反應快和頻帶寬。

內(nèi)轉子結構的另一個優(yōu)點是比較容易實現(xiàn)動態(tài)平衡。因此，從轉子動態(tài)平衡好這一點出發(fā)，內(nèi)轉子結構適合于在接近9000（轉/分鐘）到12000（轉/分鐘）的高速情況下運行。

但是，電動機運行時，在機械上存在著一個高速極限：內(nèi)轉子結構在其外圓表面沒有特殊的機械套簡的情況下，高速極限約為15000（轉/分鐘）左右；而外轉子結構的高速極限約為30000（轉/分鐘）左右。這對于非常高速的運行情況而言，外轉子結構具有明顯的優(yōu)點。

2.輸出力矩和輸出功率的考量

對于一個給定的體積，外轉子電動機具有較高的輸出力矩和輸出功率。在高速運行的情況下，電源電壓的很大一部分將被電動機繞組的反電勢吃掉，只剩下很小一部分電源電壓能用來牽引電流。在此情況下，外轉子電動機的這一優(yōu)點就特別重要。然而，由于內(nèi)轉子電動機的定子電樞在外面，它能夠通過電動機的外表面直接散熱，所以內(nèi)轉子電動機與外轉子電動機相比較，它能被更有效地冷卻。如果再對內(nèi)轉子電動機的外表面加以強迫通風或安裝散熱裝置，這將使電動機性能有驚人的提高。

3.電動機零部件數(shù)目的考量

在此領域內(nèi)，內(nèi)轉子電動機與外轉子電動機相比較，內(nèi)轉子電動機提供了兩個優(yōu)點：第一，在內(nèi)轉子結構的設計中，比較少的零件數(shù)目意味著它具有較大的內(nèi)在固有的可靠性；第二，由于設計簡單，降低了電動機的制造成本，同時也為用戶節(jié)省了經(jīng)費。因此，從經(jīng)濟出發(fā)，在運行速度和設配慣量允許的情況下，就應選用內(nèi)轉子電動機。