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楼主: modisc
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电机绕线贴(Rcgroups/modisc)

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发表于 2012-4-8 09:39 | 只看该作者
原帖由 modisc 于 2012-4-6 23:32 发表


以前用英文发的时候没觉得累,现在看起来自己都觉得累。。。

拆开电机主要是定子和定子固定器之间难拆开。当然,取轴承也是有技巧和注意事项的。

首先取卡簧,最好用专用工具,10快一把,淘宝很多,就是那 ...

非常感谢
我原来一直担心高温会破坏定子铁心的性能
看来是多虑了
我原来一直是不拆卸铁心和固定坐,直接绕,虽然难一点,但是用一点竹子做一点辅助的工具还是可以绕好的
改天绕电机的时候试试加热
再次感谢

欢迎继续阅读楼主其他信息

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发表于 2012-4-8 11:01 | 只看该作者
绝对好贴 顶 :em26:
23
 楼主| 发表于 2012-4-8 21:34 | 只看该作者
原帖由 cbr7650 于 2012-4-8 09:39 发表

非常感谢
我原来一直担心高温会破坏定子铁心的性能
看来是多虑了
我原来一直是不拆卸铁心和固定坐,直接绕,虽然难一点,但是用一点竹子做一点辅助的工具还是可以绕好的
改天绕电机的时候试试加热
再次感谢


高温不会影响铁芯性能,这一点你可以通过测试电机的空载电流看出来。比如我的蝎子HK-4035,原是630Kv的,空载电流大概1.6A@8.4V。我重新绕线后绕到约650Kv,空载电流大概1.8A@ 8.4V。对于其他参数均相同的两个电机,Kv高的空载电流比较大。如果铁芯因为拆电机的时候加热,而变成了“铁砣”,那空载电流就不会是这个数值了,那就基本上是个电磁炉。。。

但是把定子固定器从定子里面敲出来的时候,一定要保留定子上的绕线,否则将损坏定子,造成矽钢片移位。但是即使是保留了定子上的绕线,也要稍微轻一点敲,用力过猛也有可能导致矽钢片移位。特别是蝎子,定子上装了个“抗旋转针”,anti-rotation pin,那玩意事先去不出来的,万一敲定子的时候那个东西卡住了某个矽钢片,也有可能导致矽钢片移位。

我一般就是用头部削尖的筷子和一把小的竹锅铲了。呵呵

这个图是powercroco绕的蝎子。。。单根粗线

[ 本帖最后由 modisc 于 2012-4-9 09:16 编辑 ]
24
 楼主| 发表于 2012-4-9 21:38 | 只看该作者
澄清一个观点:
很多人可能说到:9N6P的电机是为了高转速,9N12P是为了大扭力;12N8P是为了高转速,12N14P是为了高扭力,等等。。。
其实仔细想一想,转速和扭力并不单单由N和P的数值决定啊,通过绕线圈数的改变,也可以改变电机的Kv值,从而改变电机的转速和扭力。

其实这个观点的真正解释应该是从“铁损”方面来考虑的。这里又牵扯出另一个概念,就是电机某电压下的无负荷电流(no-load current)。由于无负荷状态下,电流通常会比较小,比如蝎子HK4035 12N8P,630Kv,8.4V下空载电流1.6A。考虑到电机线圈本身的电阻很小,都是以毫欧姆为单位的,因此铜损基本不计。那么这个8.4V X 1.6A 的功率到底消耗到哪里去了呢,其实关键除了摩擦阻力以外,主要来源于铁损。这也就是为什么空载状态下,高速运行电机几分钟,电机的定子就会烫得不能用手碰了(此时转子可能温度不是很高,要拆开电机,或者用红外温度计测量内部定子温度)。
电机的损耗主要分为铁损和铜损两部分:铜损指的是大电流经过线圈,由于线圈本身存在的电阻,而导致的RI^2的能量损耗,表现为线圈本身发热。铜损其实通常只占电机损耗的一小部分。利用铜损发热的最好例子就是“普通电炉”。
铁损指的是线圈中的电流不断改变方向(交流电),导致铁芯中产生涡流,表现为铁芯的发热,这个可能占电机损耗的大部分。利用铁损发热的最好例子就是“电磁炉”。

为了降低铁损,一般都采用较薄的矽钢片来构建定子铁芯。比如某些高端电机,用的都是0.2mm矽钢片的铁芯,某些发烧友也有使用0.1mm矽钢片铁芯的。但是也有许多使用0.33mm,甚至0.5mm矽钢片铁芯的,但主要见于低转速电机。
铁损和电机转速呈正相关性。但是要注意,这里指的“转速”,应该是electric rpm,就是电子换向转速;而不是actual rpm,实际转速。电子转速等于磁极对数乘以实际转速
也就是说,电子转速越高,铁损越大。
因此,拿一个9N6P和一个9N12P的电机比较,如果两个电机的实际转速相同,都是10,000转,那么9N6P的电子转速是30,000,而9N12P的电子转速是60,000。也就是说,如果实际转速一样,那么9N12P的铁损要比9N6P的电机高很多。
而我们知道,电机的转速乘以电机的扭力对于某一个电机而言,实际上基本上可看做一个定值。
这也就解释了为什么9N6P一般用在高转速应用(如直电,减速电机等),而9N12P一般用在较低转速应用(如直驱)。
又比方说,蝎子S-4035, 12N14P是用在固定翼上,而蝎子HK-4035 12N8P是用在700级直电或120mm涵道上。

[ 本帖最后由 modisc 于 2012-4-9 21:43 编辑 ]
25
发表于 2012-4-9 21:53 | 只看该作者
楼主其他讲得很好,就是后面的铁耗解释不正确, 同一电机 铁耗只跟磁钢强弱 和 实际转速相关  , 同一型号电机,强磁的铁耗要高于弱磁, 而铁耗与转速 成 1.3次方关系。
26
 楼主| 发表于 2012-4-9 22:21 | 只看该作者
原帖由 keke899 于 2012-4-9 21:53 发表
楼主其他讲得很好,就是后面的铁耗解释不正确, 同一电机 铁耗只跟磁钢强弱 和 实际转速相关  , 同一型号电机,强磁的铁耗要高于弱磁, 而铁耗与转速 成 1.3次方关系。


"同一电机 铁耗只跟磁钢强弱"这点感谢你的补充。解释这一点有个很好的例子,许多无刷散热风扇都能够长期在高转速(上万)下运行,并且对定子本身没有特殊散热,比航模电机的散热要差得多了。散热风扇用的矽钢片通常都比较厚,最薄的也就0.33mm。但是因为磁铁磁性很弱,所以铁损也不是很高,可以长期运转。

但是关于“和 实际转速相关”,我还是表示怀疑态度。应该还是跟换向次数相关啊?也就是线圈内交流电的频率,也就是电子转速。请赐教
27
发表于 2012-4-9 22:50 | 只看该作者

标题

铁耗只跟永磁场的强弱和磁场的交变频率有关,多极电机的高铁耗原于高磁场变化频率而非电子换相频率。这点可以拿个强磁转子去测试,当电机换上强磁转子,电机kv会下降,也就是空转转速会下降。但空载电流上升,因为铁耗增加了。
28
 楼主| 发表于 2012-4-9 23:29 | 只看该作者
无刷电调相当于直流电转三相交流电的转换器电流通过线圈,在定子每个臂上产生磁极,改变电流方向,即改变某定子臂上磁极方向
改变电流的速度等于某定子臂上磁场变换频率
换言之,交流电频率=磁场变换频率
磁场变换频率造成定子铁芯涡流,即铁损
即电子rpm与铁损相关?
29
发表于 2012-4-10 00:20 | 只看该作者
铁损主要是由涡流损耗和磁滞损耗引起的,换相频率越高(LZ说的电子转速)涡流损耗越大,同磁场强度下,转速越高磁滞损耗越大,同转速情况下,磁场越强,磁滞损耗越大。LZ的假设很有意思,即9N6P和9N12P的转速同为10000转的情况下的铁损,在这种特定的情况下9N12P的铁损确实会比9N6P的铁损大,但LZ忽略了一点,此时9N6P的输出功率可能只有9N12P输出功率的三分之一。
30
发表于 2012-4-10 00:25 | 只看该作者
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。
31
发表于 2012-4-10 00:35 | 只看该作者
原帖由 keke899 于 2012-4-10 00:25 发表
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 ...

此即磁滞损耗也
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 楼主| 发表于 2012-4-10 00:35 | 只看该作者
原帖由 心在中天 于 2012-4-10 00:20 发表
铁损主要是由涡流损耗和磁滞损耗引起的,换相频率越高(LZ说的电子转速)涡流损耗越大,同磁场强度下,转速越高磁滞损耗越大,同转速情况下,磁场越强,磁滞损耗越大。LZ的假设很有意思,即9N6P和9N12P的转速同为100 ...


空载情况下的输出功率不是应该近乎为0?而且9N6P和9N12P两个电机,除了磁铁个数不同以外,其余均相同,即使是非理想状态,考虑摩擦做工,那两个转速相同,这方面的功耗也是一样。也就是说9N6P的空载电流(I0 X 电压U) - 相同的摩擦做工 - (I0^2 X R) = 铁损。而由于I0本身就很小,R也很小,此时基本可忽略。也就是说如果9N6P的空载电流比9N12P的空载电流大许多,那么就是证明前者铁损大于后者啊。。。我手头是在没合适的电机,下次搞一个蝎子S-4035 12N14P,和HKIII-4035 12N10P对比一下。

[ 本帖最后由 modisc 于 2012-4-10 00:43 编辑 ]
33
 楼主| 发表于 2012-4-10 00:38 | 只看该作者
原帖由 keke899 于 2012-4-10 00:25 发表
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 ...


我这个9N6P和9N12P不好比,两个电机绕线不同。这么看,搞12N10P和12N14P,连个电机,除了磁铁个数,其余均相同,包括线圈(12N10P和12N14P都用dLRK绕法)。这两个电机本身Kv就不同,12N10P的Kv是12N14P的7/5.
比较这两个电机在同电压下的电流就好。。。问题是现在没两个合适的电机啊。。。悲剧

[ 本帖最后由 modisc 于 2012-4-10 00:42 编辑 ]
34
发表于 2012-4-10 01:20 | 只看该作者
原帖由 modisc 于 2012-4-10 00:35 发表


空载情况下的输出功率不是应该近乎为0?而且9N6P和9N12P两个电机,除了磁铁个数不同以外,其余均相同,即使是非理想状态,考虑摩擦做工,那两个转速相同,这方面的功耗也是一样。也就是说9N6P的空载电流(I0 X 电 ...

很喜欢这样的技术讨论。9N6P一般是高KV电机,线径粗、匝数少,9N12P一般是低KV电机,线径细、匝数多,之所以这样设计是让电机的N、P数和线径、匝数合理搭配,使电机在效率最高的状况下工作。如果要将2种电机达到相同的转速(10000转)在磁铁强弱不变的情况下,要么用不同的电压,要么将9N6P用小线径增加匝数减小KV,或将9N12P用大线径减少匝数增加KV,这样总有一个电机不是在最佳效率下工作,所以这样的对比测试是不能说明问题的。
35
发表于 2012-4-10 01:36 | 只看该作者
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。

[ 本帖最后由 keke899 于 2012-4-10 13:44 编辑 ]
36
 楼主| 发表于 2012-4-10 02:46 | 只看该作者
原帖由 心在中天 于 2012-4-10 01:20 发表

很喜欢这样的技术讨论。9N6P一般是高KV电机,线径粗、匝数少,9N12P一般是低KV电机,线径细、匝数多,之所以这样设计是让电机的N、P数和线径、匝数合理搭配,使电机在效率最高的状况下工作。如果要将2种电机达到相 ...


讨论中学知识
个人认为所谓效率,那是要看配什么负荷了,比如配什么螺旋桨。不同的桨,效率曲线是不同的。。。
这里只是想澄清一个问题,就是关于铁损的问题。空载下不存在效率的问题,只是单纯不考虑铜损的情况下,看铁损的情况
37
发表于 2012-4-10 08:18 | 只看该作者
原帖由 心在中天 于 2012-4-10 00:35 发表

此即磁滞损耗也

铁耗的主要成分是涡流损耗而非磁滞损耗:em00:
38
发表于 2012-4-10 10:37 | 只看该作者
原帖由 keke899 于 2012-4-10 08:18 发表

铁耗的主要成分是涡流损耗而非磁滞损耗:em00:

按你试验的情况第2个被驱动的电机并未通电,严格来说定子铁芯在交变磁场还是会产生微弱的涡流,但这种涡流损耗很小,与摩擦损耗,风阻损耗一样基本可以忽略,此时损耗的大部分来自磁滞损耗.
39
发表于 2012-4-10 11:01 | 只看该作者
原帖由 modisc 于 2012-4-10 02:46 发表


讨论中学知识
个人认为所谓效率,那是要看配什么负荷了,比如配什么螺旋桨。不同的桨,效率曲线是不同的。。。
这里只是想澄清一个问题,就是关于铁损的问题。空载下不存在效率的问题,只是单纯不考虑铜损的情 ...

电机空载情况下,线圈的电流小,在铁芯中产生的涡流损耗较小,此时的损耗主要来自磁滞损耗.
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发表于 2012-4-10 11:10 | 只看该作者
原帖由 keke899 于 2012-4-10 10:58 发表
楼上请参考前面我对铁耗的解说,是在不清楚就多看资料

:em00: 关于铁耗,电机专业界已有定论.
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