In het afgelopen decennium hebben borstelloze gelijkstroommotoren (bldc's) steeds vaker geborstelde gelijkstroommotoren vervangen, vooral in toepassingen waar hoge snelheden (boven 12.000 tpm) en een lange levensduur vereist zijn.
Maar BLDC-motoren hebben niet alle voordelen: BLDC-motoren bieden eenvoudige bediening en geen cogging, terwijl de complexe structuur van BLDC-motoren hogere kosten met zich meebrengt - conventionele BLDC-motoren zijn sleufontwerpen, dat wil zeggen dat de spoelen in de sleuven rond de stator worden gewikkeld.
Als gevolg hiervan werd een BLDC-motor met een sleufloos ontwerp ontwikkeld, die 4 grote voordelen heeft ten opzichte van conventionele BLDC-motoren met sleuven.
Sleufloze BLDC-motoren hebben een sleufloos ontwerp. De spoelen worden in een afzonderlijke externe bewerking gewikkeld en vervolgens tijdens de montage van de motor rechtstreeks in de luchtspleet gestoken.
Bij BLDC-motoren met sleuven verhindert de aanwezigheid van statortanden dat de totale grootte van de motor wordt geminimaliseerd. Bovendien, naarmate de grootte van de motor krimpt, wordt het wikkelproces steeds moeilijker. Sleufloze borstelloze gelijkstroommotoren daarentegen hebben wikkelingen die schuin of axiaal zijn bevestigd op een cilindrische statorkern, waardoor het verkleinen van de grootte gemakkelijker wordt.
Het sleufloze ontwerp heeft ook kostenvoordelen omdat het de complexiteit vermindert en de statorkern gemakkelijker te vervaardigen is.
Hoewel beide ontwerpen kunnen werken met snelheden die veel hoger zijn dan die van geborstelde gelijkstroommotoren, hebben ontwerpen met sleuven en sleufloze ontwerpen verschillende kenmerken bij hoge snelheden. Om mechanische stabiliteit bij hoge snelheden (van 40.000 tot 60.000 tpm) te verkrijgen, hebben sleufloze rotoren meestal een tweepolig permanent magneetontwerp. Bovendien, vanwege het bestaan van de grote luchtspleet, wanneer de motor op hoge snelheid draait, wordt het verlies van de statorkern beperkt tot een acceptabel bereik. Dit betekent dat een sleufloze BLDC-motor profiteert van een sleufloze statorstructuur met relatief lage kernverliezen en dus een hoge vermogensdichtheid.
In de begindagen van het ontwerp van de BLDC-motor zonder sleuf was de vermogensdichtheid zelfs lager dan die van de equivalente sleufmotor. De komst van hoogenergetische permanente magneten en hun alternatieve magnetisatie-apparaten heeft de prestatiekloof echter verkleind. BLDC-motoren met sleuven zijn minder goed in staat om hoogenergetische magneten te gebruiken vanwege de dikkere tanden die nodig zijn om de magnetische belasting op de motor te vergroten, wat tot gevolg heeft dat het oppervlak van de sleuf en dus de elektrische belasting van de motor wordt verkleind.
BLDC-motoren met sleuven kunnen een hoger koppel leveren dan sleufloze ontwerpen, omdat ontwerpen met sleuven hogere temperaturen aankunnen, waardoor meer koppel kan worden geproduceerd. Door de verzadiging van het magnetische circuit tijdens overbelastingswerking wordt het koppel van de motor echter verminderd en heeft de tandeloze in het sleufloze ontwerp geen magnetische verzadiging, waardoor een betere overbelasting ontstaat.
Hoewel sleufloze BLDC-motoren veel voordelen hebben ten opzichte van standaard BLDC's, zijn sleufloze BLDC-motoren in praktische toepassingen niet altijd de beste keuze. Sleufloze BLDC-motoren bieden bijvoorbeeld een lage inductie, wat een uitdaging vormt voor motion control. Als pulsbreedtemodulatie (pwm) wordt gebruikt, resulteert een lagere inductantie in hogere motorverliezen. Regelaars met hogere schakelfrequenties (80 tot 100 khz) of seriegecompenseerde inductantie kunnen worden gebruikt om het probleem van de lage inductantie te verlichten.
In feite zijn verschillende BLDC-motortechnologieën geschikt voor verschillende toepassingen. BLDC-motoren met sleuven zijn geschikt voor toepassingen zoals elektrische voertuigen of huishoudelijke apparaten waarvoor een groot aantal polen nodig is, en de uiteindelijke grootte is geen probleem. Ze hebben ook de voorkeur in ruwe omgevingen, omdat de gegroefde ontwerpspoelen gemakkelijker te beschermen zijn en mechanisch worden vastgehouden door de statortanden. En voor toepassingen die een hoge snelheid en kleine afmetingen vereisen, zoals in medische apparatuur of draagbare industriële gereedschappen, zijn sleufloze BLDC-motoren een betere keuze en bieden ze de beste oplossing.