前面讨论的分数槽集中绕组电机定子的齿是均匀分布的。有一种特殊设计，将定子冲片的齿改为不均匀分布，大小齿相间，故又称为不等齿宽结构。并采用类似于均布齿单层绕组绕线方法，大齿绕线，小齿不绕线。参考文献[16]是笔者提出的这种专利设计。

无刷电机采用大小齿设计主要目的是最大限度地增加线圈磁链，增大线圈反电动势和提高电磁转矩。当绕线大齿的齿距达到接近转子极距，使线圈磁链最大，绕组的短距系数接近于1，这样，相反电动势波形接近梯形波，以便更接近无刷直流电机理想的方式工作，有利于降低转矩波动，提高电机转矩密度。它类似于均布齿的单层绕组那样有高电感和低互感，更适用于容错应用。

从均布齿改为大小齿的同时，应保持一定的槽口宽度和保留相近的槽面积，使电流密度近似不变。由于大齿磁通增加，定子轭的厚度需要稍为增加。

并非所有的永磁无刷电机都可以实现不等齿宽设计。此技术只适用于槽数是6倍数的电机，即原来的电机可以实现单层集中绕组的情况，并且槽数大于极数，即1/3<q≤1/2的电机。此技术实际多用于q=1/2（如6/4等）或q=2/5（如12/10等）电机。它们采用大小齿结构时的相反电动势波形接近梯形波。而对18/16和24/22电机采用大小齿结构，相反电动势波形与均布齿差别不大，接近于正弦波。这是因为均布齿时的绕组的短距系数已经接近于1（18/16，q=3/8，K_p=0.985；24/22，q=4/11，K_p=0.991），齿距与极距已经接近，采用大小齿结构作用不大了。

参考文献[17]研究了12槽10极电机的例子。图5-13和表5-18是三种电机结构和主要数据。电机C大齿齿距近似等于极距，有不等齿宽，轭部尺寸有所增大。在图5-14显示出电机C的反电动势波形更接近于梯形波，平顶部分加宽。作为对比，图中还给出15槽10极（q=1/2）电机的反电动势波形，其线反电动势波形很差。

在齿槽转矩方面，图5-15给出15/10均布齿、12/10大小齿和均布齿的齿槽转矩。12槽10极电机样机实测结果显示，大小齿结构电机齿槽转矩约为均布齿电机的3倍，这是大小齿结构电机的一个不足之处。但只是15槽10极电机（q=0.5）的一半。

在转矩波动方面，两相绕组通电10A静态转矩测试结果，大小齿电机回转一周的转矩波动好于均布齿。

表5-18 三种电机主要数据比较

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图5-13 三种电机结构图

图5-14 四种电机相反电动势和线反电动势分析波形

a）相反电动势 b）线反电动势

图5-15 15/10均布齿、12/10大小齿和均布齿的齿槽转矩比较