V sistemih za električni pogon, ki zahtevajo visoko zmogljivost, lahka zasnova in visoka odzivnost, motorji brez okvirja postajajo idealna izbira za visoko - končna avtomatizacija, robotiko, medicinsko opremo in vesoljske sisteme. Njihova minimalistična struktura, ki je sestavljena izključno iz statorja in rotorja, ponuja prednosti pri oblikovanju svobode in učinkovitosti integracije. Ta struktura postavlja tudi večje zahteve glede zmogljivosti jedrnih materialov: fizične meje materialov pogosto opredeljujejo meje zmogljivosti motorja . 1. trajni magneti določajo gostoto navora in hitrost odziva. Kot jedrna komponenta rotorja trajni magneti zagotavljajo magnetni tok, potreben za delovanje motorja, in so neposreden vir nastajanja navora. Njihova zmogljivost določa največji navor motorja, pasovno širino odziva in skupno velikost. Mainstream material, neodimijev železni boron, ponuja prednosti, kot sta visoko magnetno energijsko proizvod (do 50 mgoe) in visoka remanenca, zaradi česar je primeren za majhne, visoke - navorne motorje. Vendar pa njene omejitve vključujejo slabo temperaturno odpornost, dovzetnost za oksidacijo in potrebo po zaščitnih premazih. Učinkovitost se pri visokih temperaturah znatno poslabša. Samarium kobalt (SMCO) z visoko temperaturno odpornostjo (do 350 stopinj) in odlično korozijsko odpornostjo je primeren za vesoljsko, visoko - hitrost in vakuumsko okolje. Slabosti vključujejo visoke stroške, nekoliko nižji proizvod magnetne energije kot NDFEB (približno 25-30 MGOE), visoka krhtast in težko obdelavo.
Drugič, jedro statorja prevladuje v energetski učinkovitosti in izgubi toplote. Silicijevo jeklo, amorfne zlitine in nanokristalni materiali so trije glavni materiali za stator za motorje brez okvirja. Silicijevo jeklo z visoko - (na primer 35pnh300 in 30ZH120) ostaja najpogosteje uporabljen jedrna material, ki ponuja odlično gostoto magnetnega toka nasičenosti in izgube jedra v območju 2,5–5 w/kg. Prednosti vključujejo nizke stroške in dobro obdelavo, zaradi česar so primerni za večino obratovalnih pogojev. Vendar visoke izgube omejujejo delovanje v aplikacijah z visoko - frekvenčni pogon. Amorfne zlitine zaradi svoje zrnje - brezplačne strukture ponujajo izjemno nizke izgube histereze in vrtinčenja, ki ohranjajo jedrne izgube pod 1,2 w/kg celo pri 50 Hz in 1,5 T. ponujajo odlično visoko - frekvenčne zmogljivosti in so primerne za najvišjo energijsko učinkovitost. Zaradi nizke mehanske trdnosti in težav z obdelavo, skupaj z visokimi stroški materiala in obdelave, se trenutno uporablja predvsem v prilagojenih motorjih z visokimi -.
Nanokristalni materiali, ki temeljijo na amorfnih materialih, nadaljnji krmilni velikosti zrnja in optimizirajo magnetno prepustnost. Ponujajo stabilne magnetne lastnosti, izgubo železa v razponu od 0,8–1,5 w/kg in izboljšana temperaturna stabilnost. Ponujajo potencialne prednosti v visokih - frekvenčnih natančnih pogonskih sistemih. Vendar pa se nanokristalni materiali soočajo tudi z izzivi, kot so visoki stroški in krhti. Trenutno so v zgodnjih fazah tehnološkega uvajanja in še niso dosegli široke komercialne uporabe. Amorfna jedra se raziskujejo za uporabo v nizki - hitrosti, visoki - motorje brez brezkrcanja navora, zlasti v energiji - občutljive aplikacije, ki zahtevajo dolgo - stabilne operacije, kot so eo/ir platforme, kot so EO/IR platforme ali visoka oprema {{12}. Vendar pa še ni treba doseči pomembnih prebojev pri učinkovitosti obdelave in stroškov.
Iii. Sistem navijanja določa učinkovitost in toplotne zmogljivosti: materiali za navijanje neposredno vplivajo na izgube bakra, nastajanje toplote in dinamični odziv. Električna prevodnost, toplotna odpornost in struktura ožičenja so ključni dejavniki, ki vplivajo na uspešnost. Material prevodnika: visok - čistost baker
Konstrukcija: emajlirana okrogla bakrena žica: tradicionalna rešitev, primerna za nizko - do srednje - aplikacije za napajanje. Litz nasedla žica: zmanjša učinek kože, primeren za visoke - frekvenčne pogone. Ravna bakrena žica: izboljšuje faktor polnjenja reže, izboljšuje odvajanje toplote, primerno za uporabo z visoko tokovno gostoto. Izolacijski sistem: Pogosto se uporablja poliimid (PI), PPS in izolacijski lak razreda F ali H. Visoke - temperaturne aplikacije zahtevajo dodajanje aramidnega papirja ali sestavljenega laminiranega traku.
