Obstajajo tudi krtačne in brezkrtačne različice motorja brez jedra. Med motorjem z votlo skodelico in tradicionalnim brušenim enosmernim motorjem ter brezkrtačnim enosmernim motorjem ni bistvene razlike v smislu funkcij, vendar ga lahko razumemo kot nadgrajeno različico. Razlog je v tem, da ima motor z votlo skodelico večjo zmogljivost pri enaki prostornini. Z drugimi besedami, motor z votlo skodelico je lahko manjši. Hkrati bo motor z votlo skodelico boljši glede občutljivosti in učinkovitosti. Zato so glavni scenariji uporabe motorjev z votlo skodelico v letalskih modelih, vojaški industriji in medicini.
1. Načelo motorja z votlo skodelico
Motor z votlo skodelico prebije strukturo rotorja tradicionalnega motorja in sprejme rotor brez železa, imenovan tudi rotor z votlo skodelico.
Ta struktura rotorja popolnoma odpravi izgubo moči, ki jo povzroči vrtinčni tok, ki ga tvori železno jedro, hkrati pa sta njegova teža in vztrajnostni moment močno zmanjšana, s čimer se zmanjša izguba mehanske energije samega rotorja. Zato motor z votlo skodelico pripada enosmernemu, trajnemu magnetu, servo mikromotorju.
2. Prednosti in slabosti motorjev z votlo skodelico
Prednosti motorja z votlo skodelico:
1. Visoka gostota moči
Gostota moči je razmerje med izhodno močjo in težo ali prostornino. Motor z bakreno tuljavo je majhen in dobro deluje. V primerjavi s tradicionalno tuljavo je indukcijska tuljava po metodi tuljave iz bakrene plošče lažja.
Ni potrebe po navijanju in režah iz silicijevega jekla, kar odpravlja vrtinčne tokove in histerezne izgube, ki jih povzročajo; izguba vrtinčnega toka pri metodi bakrene tuljave je majhna in enostavna za nadzor, kar izboljša učinkovitost motorja in zagotavlja višji izhodni navor in izhodno moč.
2. Visoka učinkovitost
Visoka učinkovitost motorja je v: metodi z bakreno tuljavo ni vrtinčnih tokov in histereznih izgub, ki jih povzročajo navijanje in reže iz silicijevega jekla; poleg tega je upor majhen, kar zmanjša izgubo bakra (I^2*R).
3. Brez zamika navora
Metoda tuljave z bakreno ploščo nima silicijeve jeklene pločevine z režami, izgube zaradi histereze in učinka zobanja, kar zmanjša nihanje hitrosti in navora.
4. Brez zatikanja
Metoda tuljave z bakreno ploščo nima pločevine iz silicijevega jekla z režami, kar odpravlja učinek zvijanja zaradi interakcije med režo in magnetom. Tuljava je struktura brez železnega jedra, vsi jekleni deli pa se vrtijo skupaj (na primer brezkrtačni motor) ali pa vsi mirujejo. (npr. brušeni motorji), sta opazno odsotna histereza zobnika in navora.
5. Nizek začetni navor
Brez izgube zaradi histereze, brez zatikanja, nizek začetni navor. Pri zagonu je običajno edina ovira nosilna obremenitev. Na ta način je lahko začetna hitrost vetra vetrne turbine zelo nizka.
6. Med rotorjem in statorjem ni radialne sile
Ker ni statične pločevine iz silicijevega jekla, med rotorjem in statorjem ni radialne magnetne sile. To je še posebej pomembno pri kritičnih aplikacijah. Ker bo radialna sila med rotorjem in statorjem povzročila, da bo rotor postal nestabilen. Zmanjšanje radialnih sil bo izboljšalo stabilnost rotorja.
7. Gladka krivulja hitrosti in nizka raven hrupa
Ni žlebljenih silikonskih jeklenih plošč, ki zmanjšujejo harmonike navora in napetosti. Hkrati, ker v motorju ni izmeničnega polja, ni izmeničnega hrupa. Samo hrup ležajev in pretok zraka ter vibracije nesinusoidnih tokov.
8. Visokohitrostna brezkrtačna tuljava
Pri delovanju z visoko hitrostjo je potrebna majhna vrednost induktivnosti. Majhna vrednost induktivnosti povzroči nizko zagonsko napetost. S povečanjem števila polov in zmanjšanjem debeline ohišja manjša vrednost induktivnosti pomaga zmanjšati težo motorja. Hkrati se poveča gostota moči.
9. Hitro odzivna brušena tuljava
Brušeni motor s tuljavo iz bakrene plošče ima nizko vrednost indukcije, tok pa se hitro odziva na nihanje napetosti. Vztrajnostni moment rotorja je majhen, odzivna hitrost navora in toka pa enaka. Zato je pospešek rotorja dvakrat večji kot pri običajnem motorju.
10. Visok najvišji navor
Razmerje med najvišjim navorom in neprekinjenim navorom je veliko, ker je konstanta navora konstantna, ko tok naraste do najvišje vrednosti. Linearno razmerje med tokom in navorom omogoča motorju ustvarjanje velikih najvišjih navorov. Pri tradicionalnih motorjih, ko motor doseže nasičenost, ne glede na to, koliko toka je dodanega, se navor motorja ne poveča.
Slabosti motorja z votlo skodelico:
Ko je enosmerni motor v statičnem stanju, če je ena faza navitja prekinjena ali ena faza napajanja prekinjena in je napajanje vklopljeno, sta magnetni polji, ki ju ustvarjata navitja, enaki po velikosti in nasprotni v smeri. Medsebojno se izničita in motor z ničelnim začetnim navorom se ne more zagnati, kar je pomanjkljivost motorja z gonilom z votlo skodelico.
Pomanjkljivost motorja z gonilom z votlo skodelico je, da je zelo nevarna napaka. Najprej moramo preveriti, ali je enosmerni motor v okvari, preveriti, ali je v napajalnem tokokrogu odklopnik, ali obstaja varovalka, nato pa preveriti, ali je prišlo do prekinitve toka v vsaki fazi trifaznega navitja.
