电机绕线贴（Rcgroups/modisc）

6eyesdog · 发表于 2012-6-2 20:59

前两年有兴趣，把德国那整个 Powercroco 网站下载了来看了一下，后来也没太多深入的研究，平时工作忙也没什么时间，目前也就瞎折腾水平

以前淘宝上面弄来的，厂家现成的尺寸，0.35mm，目前暂时还是放在一边，当时买的具体价格好像50不到，事情太多记不起来了.............

[ 本帖最后由 6eyesdog 于 2012-6-2 21:11 编辑 ]

modisc · 发表于 2012-6-2 21:51

原帖由 6eyesdog 于 2012/6/2 20:59 发表
前两年有兴趣，把德国那整个 Powercroco 网站下载了来看了一下，后来也没太多深入的研究，平时工作忙也没什么时间，目前也就瞎折腾水平

以前淘宝上面弄来的，厂家现成的尺寸，0.35mm，目前暂时还是放在一边，当时 ...

嗯，以往国内的基本上都是0.35的，0.2的工艺要求高了一些，现在貌似普及了。定子是好东西，可惜啊，我自己无能力加工出合适的转子。我手边也有好几个从无数风扇上拆下来的定子，尺寸都挺大，12N定子，直径45mm，高度30mm。也是0.35mm的。苦于没有合适的转子配套。。。

这个问题如果能解决好，那可以搞出很多给力的东西啊，呵呵。

modisc · 发表于 2012-6-2 22:23

目前能想到的最后一个问题就是"wave winding“，波浪式绕线。看了rcgroups上的很多相关帖子，其实总共也没几篇，相对很少。这种绕法好像主要应用于多齿槽定子（比如18N或以上），适合高转速，即方便绕出比较少的圈数？这种绕法貌似内转子用的比较多。外转子的话有个代表牌子：X Era（这个是这个牌子的卖家：http://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=10774561&postcount=53 ），貌似专门搞这种绕法的外转子，价格有点贵。

http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=926955&highlight=wave+wind&page=2
这个帖子专门讨论wave winding. 貌似基本上的观点就是这种绕法比较适合每个齿槽上要求绕比较少的圈数，或者齿槽上的线圈可能重叠较多者，或者一根线需要绕在相邻几组齿槽上，比如AaA。但是这些介绍都很笼统。给人感觉来说，这种绕法横向的线（与轴垂直）太长了，个人感觉会有点浪费？毕竟纵向的线（齿槽间隙里的与轴平行的线）才是磁场有效线长？
关于这种绕法找了很多参考都没看到明确指出有哪些优势的地方，我个人不是很倾向于是用这种绕法。如果要少圈数，可能还不如用多股线并绕，或者采用半数齿槽绕线法。

modisc · 发表于 2012-6-4 00:41

回顾了下本帖之前的楼层，发现没有对winding factor进行过一个系统的阐述。刚刚在rcgroups上刚好在讨论这个问题，这里暂时先对winding factor做一个初步的介绍：原帖地址：http://www.rcgroups.com/forums/showpost.php?p=21788622&postcount=35
参考文献：https://eeweb01.ee.kth.se/upload/publications/reports/2003/IR-EE-EME_2003_029.pdf；http://www.powerditto.de/bewicklungsrechner.html

Wind factor的计算公式在上述参考文献中有，或者看附图。以下是原文对winding factor意义的一段阐述：winding factor和电磁力矩成正比。winding factor比较低的电机，为了弥补其比较低的力矩，需要消耗更大的电流或使用更多的线圈，而这二者都与winding factor成反比。
另外，对于“concentrated winding”，winding factor不可能等于1。而对于每极（pole）每相（phase）占用一个齿槽（slot）的"distributed winding"，winding factor可以达到其最高值，就是1。

我想我们目前绝大多数电机采用的都是concentrated winding，关于distributed winding我还在研究学习当中。

对于concentrated winding, 某个齿槽数的定子，磁极数不同，winding factor也不同，也有存在一个最大值，便是当P与N数字上最接近的时候。而纵向比较不同齿槽数的定子，其winding factor的最大值随N的增加而增加。具体关系请看附件中的三个曲线图，其中奇数齿槽定子和偶数齿槽定子的winding factor分布略有不同。

[ 本帖最后由 modisc 于 2012-6-4 07:03 编辑 ]

keke899 · 发表于 2012-6-4 01:04

有一种学习方法叫悟性，他能让你学习效率倍增:em26:

摩天轮1111 · 发表于 2012-6-7 14:22

较楼主一个很好的帮助认识铁耗的实验：准备2个kv相同电机，用同一电压分别测试他们的空载电流，然后用连轴器把他们轴相连，用同一电压驱动其中一个电机，再看看电流或驱动功率。会出现这么个现象：后者的驱动电流近视与2者的空载电流之和。说明被驱动的电机同样产生了铁耗，但被驱动的电机线圈并没有电流。

你以为这是什么原因？另一个电机那是磁滞损耗啊驱动电机要克服，而并没有产生涡流，，，涡流还是和电子换向有关的，

[ 本帖最后由摩天轮1111 于 2012-6-7 14:25 编辑 ]

摩天轮1111 · 发表于 2012-6-7 14:28

涡流产生的条件是闭合回路中有变化的磁通，而且是呈线性变化的磁通才能感生电流。我们用的电机是方波电流驱动的电机，方波电流并不会产生线性变化的磁通，不管铁芯电流大小其与转子的合成磁场并不会改变铁芯磁通变化率，因此不会造成铁芯内部涡流。在方波电流里会参杂着其他波形电流分量，这个会引起小量涡流，但可以忽略。永磁直流无刷电机铁耗主要是由于永磁转子旋转而产生，可看成是与转速相关的常数，而铜耗是可变量，其与电流平方成正比关系。

:em26: :em26: :em26: :em26: 确实如此，但是电调驱动的方波电流看波形的话，没有理论上的那么的方的，而且平缓的那段根本不是完全平缓的，尤其是上升的那段，可以看成是线性的，所以还是间接的说和电子换向有关的，

[ 本帖最后由摩天轮1111 于 2012-6-7 14:42 编辑 ]

摩天轮1111 · 发表于 2012-6-7 14:40

我的出发点也是为了大家更好的了解电机，实验是最好的办法，是因为有些参考文献结论经不起实验考验，一些只是毕业论文。而计算，对于损耗目前还没有很精确的计算公式，所有分析研究都是结合实验来完成。另外，从我参考的一些天蝎星电机参数上看，外转子电机的损耗偏向铁耗，一个原因是使用了牌号较高的磁钢的缘故，使得电机可以承受更大瞬时功率，和能承受更高温的考验。天蝎星的内转电机铁耗是相对外转好很多，我觉得这个不难理解，因为内转嘛，磁极数就比外转少很多。

你现在注重实验不注重理论了？:em15: :em15: :em08: 无铁芯电机有技术上的瓶颈，不过看目前的趋势，这个方向很有光明的，国内有做出来的，涉及到这一块的，我是感觉资料什么都少，都还是很保密的东西

modisc · 发表于 2012-6-7 21:44

楼上貌似仔细阅读了本帖，谢谢支持。
电机这个东西越看的深，约有意思，有助于开拓思路。以往我没有认识到内转子绕线与外转子的区别，实际上也就是concentrated winding和distributed winding的区别。这么看来，采用能够活的理论winding factor为1的distributed winding的磁极数较少的内转子，是比较牛叉一些。目前看来，distributed winding的对象貌似主要是6N2P为基础的齿槽磁极配对，包括6N2P，12N4P（目前大多数内转子），24N8P（Neu的一些大尺寸内转子牛牛）等，理论的单层distributed winding可以达到1的winding factor。当然这个如果在外转子上，将因为磁覆盖率的问题而效果受到一定影响。目前采用这种distributed winding的上市外转子电机，以X Era为代表，采用的是24N8P的distributed winding，且每个磁极都是由两个方形磁铁同方向并排排列构成，这也许就是为了弥补磁覆盖率的问题，也一定程度上减小了有效气隙。

[ 本帖最后由 modisc 于 2012-6-7 21:48 编辑 ]

keke899 · 发表于 2012-6-7 22:08

原帖由 摩天轮1111 于 2012-6-7 14:22 发表

你以为这是什么原因？另一个电机那是磁滞损耗啊驱动电机要克服，而并没有产生涡流，，，涡流还是和电子换向有关的，

这样说来空载损耗仅仅是磁滞损耗？因为两电机（拖动与被拖动的）损耗一样:loveliness:

keke899 · 发表于 2012-6-7 22:27

原帖由 modisc 于 2012-6-7 21:44 发表
楼上貌似仔细阅读了本帖，谢谢支持。
电机这个东西越看的深，约有意思，有助于开拓思路。以往我没有认识到内转子绕线与外转子的区别，实际上也就是concentrated winding和distributed winding的区别。这么看来，采用 ...

这类内转是效率最高的内转，而且以12n4p 初型，衍生出18n6p ， 24n8p …… ，这类电机绕组系数是很高的，比3N2p 比例结构的电机高，而且高性能内转电机都使用了此结构。因为内转的绕组纵向有效部分要远大于横向无效部分，而外转使用此结构绕线的无效部分较多，因此很少使用。而6n2p 电机也很少出现，因为它的合理结构会比12n4p 以及之后的结构需要消耗更多的矽钢，致使成品电机的重量较大。而被衍生品无槽内转结构取代。

keke899 · 发表于 2012-6-7 22:42

另一个优势是制造高kv电机，此类电机可制造超高KV电机，因为其绕线形式独特，可已0.5T 为单位，绕组磁力线成对称分布，绕组系数高。而传统集中绕组，也可以做高kv，但随圈数的减少，对比低KV电机效率有下降趋势。

630985 · 发表于 2012-6-8 22:34

好深奥完全看不懂，努力努力努力！

摩天轮1111 · 发表于 2012-6-9 11:35

传个我做的吧，外转，36系列定子，0.55，无氧铜，单线19圈，下12上7，其实内转有槽的绕法和外转差的很大，keke大大你说的有些确实正确，有些嘛，呵呵，，，，我不多说，绕线贴嘛，先上图，，，，，

keke899 · 发表于 2012-6-9 12:43

我要是都说对了，我就不叫keke了:loveliness: 也该改行了。不对请指正而且我相信有很多人在这个贴里能学到的东西比我学到的更多，这就是好贴，好贴就该顶:em26:

摩天轮1111 · 发表于 2012-6-9 13:12

:em00: :em00: :em00::em26: 什么时候弄个你的4级内转跑个平跑车玩玩，看看效果，呵呵，我不搞内转的。

keke899 · 发表于 2012-6-9 13:21

只要不出差，有时间随时都可以支持我们的航模运动嘿嘿

kk1002332501 · 发表于 2012-6-9 14:50

留个记号:em15:

modisc · 发表于 2012-6-9 20:01

原帖由 摩天轮1111 于 2012/6/9 11:35 发表
传个我做的吧，外转，36系列定子，0.55，无氧铜，单线19圈，下12上7，其实内转有槽的绕法和外转差的很大，keke大大你说的有些确实正确，有些嘛，呵呵，，，，我不多说，绕线贴嘛，先上图，，，，，

内转子和外转子绕法上的区别本质上就是distributed and concentrated winding的区别。而造成这个区别的主要原因就是内转子的磁极数往往远小于齿槽数，而外转子如果磁极数太少将导致磁覆盖率过低而影响电机的能力。

如果可能的话，还是建议使用稍微粗点的线绕单层，然后最后可能再加绕几圈交错的线圈（zig-zag）。这样不仅将可能增大槽满率，也会提高winding factor。winding factor的理论最大值都是以单层绕线为标准的。

楼上这个电机应该是freebirdsmodel这家老板的电机套件吧？这个老板挺给力的，自己设计生产的多极外转子。印象中这个老板使用0.6的线去绕的36mm的定子，他绕好的定子我想我是不会去拆了重绕了，呵呵。

摩天轮1111 · 发表于 2012-6-9 23:14

他绕的0.6的不好，目前这个0.55的，19圈应该是满槽率最好的一个了，这个电机的定子不好，但是按我这个绕完的，效果和他原本的是天壤之别，对于0.55的能绕多少圈，有这个的看官可以不防自己试一下

[ 本帖最后由摩天轮1111 于 2012-6-9 23:19 编辑 ]

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