Бескаркасные двигатели представляют собой комплекты подкомпонентов ротора и статора, которые не устанавливаются в традиционный корпус двигателя. Они также не включают в себя выходной вал (или подшипники, поддерживающие вал). Вместо этого производитель оборудования или инженер-конструктор сотрудничает с поставщиком, чтобы плотно интегрировать статор и ротор бескаркасного двигателя непосредственно в машину и каркас. Смотрите это видео, чтобы узнать больше:

Однако принцип работы бескаркасных двигателей такой же, как и у обычных двигателей с постоянными магнитами и асинхронных двигателей. Бескаркасные двигатели питаются от приводов, они продаются с размерами корпуса и в соответствии с напряжениями, для которых предназначены их обмотки; большинство из них используют датчики Холла и обратную связь с энкодером для обеспечения высокого разрешения; а некоторые указаны в UL для упрощения проверки конструкции производителями.

Обратите внимание, что некоторые бескаркасные двигатели имеют форму бесщеточных серводвигателей для привода прецизионных осей, как и любая другая система серводвигателей. В отличие от этого, другие бескаркасные двигатели функционируют как двигатели с крутящим моментом. Эти электродвигатели с прямым приводом обычно имеют большой диаметр и большее количество полюсов и работают на более низких скоростях, чем серводвигатели, что, в свою очередь, означает, что они обеспечивают более высокий крутящий момент, чем серводвигатели.

Одним из главных преимуществ бескаркасных двигателей является чрезвычайно высокая жесткость. Конечно, общая жесткость конструкции зависит от жесткости всех ее компонентов. Традиционные конструкции включают двигатель с валом, соединенным с механическими компонентами трансмиссии, такими как ремни и шкивы, ходовые винты или коробки передач. Даже жесткость вала может оказать значительное влияние на стабильность системы, поскольку она зависит от диаметра в кубе.

Бескаркасные моментные двигатели не нуждаются в компонентах трансмиссии с сопутствующими им проблемами потери хода и устойчивости. Результатом является жесткость выходной передачи, которая иногда в десятки раз выше жесткости на кручение, чем у традиционных выходных сигналов двигателя.

Конструктивных вариаций бескаркасных двигателей предостаточно. Здесь мы сосредоточились на бескаркасных двигателях, которые не имеют вала — наиболее распространенный вариант, подразумеваемый под термином «бескаркасный».

Отверстие в этих двигателях позволяет машиностроителям конфигурировать машины множеством способов. Но рассмотрим другой вариант — размещенный внутри динамометрический двигатель, который включает в себя комплект подшипников, устройство обратной связи по положению и, как правило, устройство контроля температуры. Эта концепция требует от пользователя меньших усилий по разработке приложений, но также ограничивает гибкость проектирования.

Одно предостережение: хотя бескаркасные двигатели обладают многими преимуществами, они требуют более специфичного проектирования, что означает, что они, как правило, используются только в продуктах массового производства, таких как томографы, или в малосерийных сборках, где стоимость не является основным фактором, как в телескопах. Тем не менее, инженерные инвестиции в интеграцию бескаркасных двигателей могут обеспечить конкурентные преимущества в производительности.

Фактически, индивидуальные конструкции обмоток на бескаркасных двигателях могут соответствовать особым требованиям к напряжению; варианты тонкого ламинирования могут повысить эффективность в высокоскоростных приложениях, а диаметр рамы практически неограничен. Характеристики обмоток класса F на некоторых двигателях допускают температуру до 155 °C. Аналогичным образом, редкоземельные неодимово-железо-борные магниты входят в стандартную комплектацию многих бескаркасных двигателей, но некоторые производители предлагают двигатели с самарий-кобальтовыми магнитами, которые выдерживают очень высокие температуры окружающей среды.