直流無刷電機(jī)選擇層數(shù)后，下一步是確定極數(shù)和槽數(shù)。一般而論，首先選擇極對數(shù)p，然后選擇定子槽數(shù)Z。基于鐵損耗和效率考慮，最高運(yùn)行速度或頻率限制了可能的極數(shù)上限范圍。然后，綜合考慮繞組系數(shù)、齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、避免單向磁拉力、磁動(dòng)勢(MMF)諧波引起的轉(zhuǎn)子損耗和電感等幾個(gè)因素，選擇合適的槽極數(shù)組合。

在極對數(shù)p的允許范圍內(nèi)，如果選擇較少的p，則旋轉(zhuǎn)頻率較低，定子鐵心有較低的鐵損耗，容易保證預(yù)定的空載電流和最大效率要求，同時(shí)有可能選擇較少的定子槽數(shù)Z，槽絕緣和相間絕緣所占比例減少，可以有較大的槽面積空間放置銅線；選擇較少的定子槽數(shù)Z還可以減少下線工時(shí)。

如果選擇較多的極對數(shù)p，則能夠有更多的Z/(2p)組合可以選擇，有更多優(yōu)選機(jī)會(huì)，可得到較低的齒槽轉(zhuǎn)矩、較高的繞組系數(shù)。選擇較多的槽數(shù)Z，集中繞組線圈端部尺寸較小，繞組電阻有可能降低。此外，通常隨極數(shù)的增加，每極安匝數(shù)成反比地下降，因此繞組電感將減少。較低的電感使直流無刷電機(jī)有更接近線性的輸出特性。而且定子和轉(zhuǎn)子的磁軛厚度與極對數(shù)p成反比，采用較多的極數(shù)有利擴(kuò)大槽面積，線圈端部較短，可提高直流無刷電機(jī)性能。對于一個(gè)給定的電負(fù)荷和磁負(fù)荷的永磁直流無刷電機(jī)設(shè)計(jì)，極數(shù)增加使整個(gè)電機(jī)外徑可以減少。但是，較多的極數(shù)使磁極間漏磁增加，減低永磁體的利用率；在同樣轉(zhuǎn)速下，極數(shù)越多，電機(jī)鐵心磁場交變頻率越大，鐵損耗增大，同時(shí)，驅(qū)動(dòng)器開關(guān)頻率上升，開關(guān)損耗增大，總體效率可能下降。所以，極數(shù)選擇是一個(gè)關(guān)鍵，需要做多方案對比、分析計(jì)算后確定。

一般而言，極數(shù)多的直流無刷電機(jī)有效材料重量降低。事實(shí)上，在需要產(chǎn)生同樣額定轉(zhuǎn)矩時(shí)，具有大極數(shù)的電機(jī)磁路較短。假設(shè)電機(jī)空載氣隙磁通密度相同，一極下的磁通量與極數(shù)成反比。較高的極數(shù)使磁通量較低，定子和轉(zhuǎn)子鐵心軛部厚度可以較薄，也不會(huì)引起高飽和。所謂有效材料重量是指參與產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的零部件重量，即定子和轉(zhuǎn)子鐵心、永磁體和繞組銅的重量。上圖顯示了一臺(tái)4.5kW低速50r/min電機(jī)在所有的設(shè)計(jì)有同樣銅損耗前提條件下，不同極數(shù)設(shè)計(jì)方案的有效材料重量和鐵心損耗比較。可以看出，隨著極數(shù)增加，最初有效材料重量下降很快，以后就不明顯了。雖然頻率隨著極數(shù)增加而增加，但由于鐵心材料用量也減小，鐵損耗的增加是有限的。虛線顯示如果該直流無刷電機(jī)鐵心重量保持不變時(shí)的鐵損耗變化情況。這種情況下，鐵損耗增加反而更為明顯。這個(gè)例子提示，有時(shí)適當(dāng)減小鐵心尺寸是降低鐵損耗的一個(gè)有效途徑。

• 直流無刷電機(jī)本體結(jié)構(gòu)形式的選擇方法
• 直流無刷電機(jī)極數(shù)和槽數(shù)選擇分析的案例