2.1 电机选择——空心杯电机 vs 直流无刷电机 vs 无框力矩电机◆ 三种电机各有优势。空心杯电机采用无铁芯结构，具有高效能和低噪音优点，适用于高精度控制；直流无刷电机通过电子换向器控制磁场，具有高转速和高效能特点；无框力矩电机设计特殊，能实现高精度力矩输出，适用于要求快速响应和降低转动惯量的场合。项目结构原理效率空心杯电机直流无刷电机无框力矩电机采用无铁芯转子，也叫空心杯型转子，属于直流永磁的伺服、控制电机。采用无铁芯转子，这种转子结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，同时其重量和转动惯量大幅降低，从而减少了转子自身的机械能消耗。最大效率一般在80%以上，部分产品达到90%以上由电动机主体和驱动器组成，电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，转子上粘有已充磁的永磁体。无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品，通过电子换向器控制电机的磁场，实现无接触的换向。由转子、定子和力矩控制组件等构成，无外框结构，转子和定子设计特殊，利于实现高精度力矩输出，减少机械限制和转动惯量。基于电磁感应，精确控制定子绕阻电流产生的磁场与转子永磁体磁场相互作用，无框结构优化磁场分布和力矩传递效率。可达90%以上，部分高性能的直流无刷电一般在80%-90%左右，受多种因素影响，机效率能达到95%左右优化设计可使部分电机达到90%以上。转速转速非常高，可以达到数万转每分钟转动惯量转动惯量最低响应速度起动、制动迅速，响应极快，机械时间常数小于28毫秒，部分产品可以达到10毫秒以内。噪音噪音水平极低。运行稳定性转速波动很小，作为微型电动机其转速波动能够容易地控制在2%以内。数据来源：AIP艾普官网， 东吴证券研究所可以实现较高的转速，但通常在10000转/分钟以下相对较高响应速度相对无刷空心杯电机较慢。通常在每分钟数千转以下，侧重稳定力矩输出，高转速时受散热和机械强度影响。转动惯量较低，能快速响应力矩变化，实现高精度动态控制。响应速度极快，能在毫秒级甚至微秒级对控制信号进行精确力矩调整。噪声也较低，没有电刷摩擦和换向电流噪音小，运行平稳，无明显机械振动和电的噪声。稳定性好磁噪声。运行稳定，能长时间保持稳定力矩输出，受干扰小，可通过闭环控制提高稳定性。10
