空心杯电机在传统机械行业里听说的可能不多，但在新兴的人形机器人、无人机等行业里可谓火的不得了。今天我们就来看看它的工作原理和优势。
空心杯电机，英文Coreless motor，属于直流电机的一种特殊形式，其基本结构如下图所示。空心杯电机的转子由绕组构成，没有传统的电机设计那样由电工钢片叠压而成的铁芯。这也是其名字的由来。
那它怎么工作的呢？一方面永磁体和外壳构成了一个磁通路。如下图所示。
而由漆包线制成的无芯转子，放置上上图中的气隙中。当绕组中通过电流，带电导体在磁场中就会受力，上下两侧的电流方向不同，从而产生一对力矩，转子就转动起来了。
由于转子没有铁芯，为了保证其自身的强度以实现自支撑，同时使得磁场在转子中分布均匀，绕组需要特殊绕制和排布，一些常见的方式如下图所示。有些为了保证转子绕组的强度，外面还会增加束缚带。
其实这么看下来，空心杯电机的原理还是很简单的。那么相比传统的有铁芯直流电机，它有什么优势呢？
首先，铁芯的消除显著减少了转子的质量和惯性，因此可以进行非常快速的加速和减速。无铁芯也意味着没有铁的损耗，使得无芯设计比传统的直流电动机效率显著提高(一般可达70-90%)，而有芯转子DC电机一般为50%-70%。无芯设计还减少了绕组电感，因此减少了电刷和换向器之间的火花，增加了电机寿命并减少了电磁干扰。另外没了铁芯上的开槽，一些原本在有铁芯的电机中出现的齿槽效应在空心杯电机上也没有了，因而电机转矩脉动极低，运转平稳，噪音和振动都比较低。
