小型电动机出现在许多家用电器、工具和计算机以及现代汽车中，它们驱动泵和风扇等辅助装置。单独而言，这些电机中的每一个都不会消耗太多能量，但将它们结合起来可以提供巨大的节能潜力。

由格拉茨理工大学 (TU Graz) 电力驱动和电力电子系统研究所的 Annette Mütze 领导的最近完成的“泵和风扇应用无刷驱动 CD 实验室”的研究团队现已进一步挖掘这一潜力。由于创新设计、改进的控制技术和新的制造技术的使用，这里开发的无刷集成驱动器消耗更少的能量，运行更安静并且更轻。

倾斜的爪子减少振动

例如，较大的爪极电机用于车辆照明系统。它们作为小型驱动装置的用途不太为人所知。Mütze 的团队通过对爪进行倾斜和开槽来降低这些小型驱动器的所谓“齿槽扭矩”，并且不会产生任何额外成本。这可以最大限度地减少电机转动时卡爪的瞬时啮合，从而减少不必要的振动。

“这使我们能够将一个重要的噪音源减少 70%。这意味着驱动器运行更加平稳、安静，”Mütze 说道。

简化的控制减少了开关损耗

通过简化电流调节来实现效率增益。脉宽调制通常调节电流发动机提供风扇或泵。为了使电流以期望的矩形图案流动，需要大量的开关操作，然而，这会导致额外的能量消耗。

“我们只在每个所需的矩形中打开和关闭驱动器一次，”Mütze 说。“这使我们能够大大减少由开关损耗引起的额外能耗。”

因此，特别是在低电流下，这些驱动器比通过传统脉宽调制控制的驱动器具有更好的整体效率。由于开关操作次数大幅减少，电机电路板所需的电容器数量也减少了一半，从而降低了成本。

铁氧体基材料的 3D 打印

第三项创新是采用铁氧体磁芯的 PCB 电机。“PCB”代表“印刷电路板”，对于电机来说，意味着产生电流的绕组磁场驱动器所需的部件被设计为印刷电路板。这使得生产能够实现高度自动化。

Mütze 的团队装备了电路板采用 3D 打印的铁氧体磁芯，改善了电机中磁通量的引导。这是使用更具成本效益的磁铁（也是基于铁氧体）的先决条件。