电机绕线贴（Rcgroups/modisc）

keke899

楼主的专业应该学的不错，因为一些医学术语，药名都用西文表达。楼主英文很好，所以专业应该也比我好 :loveliness:   我也是医学专业出身，相比你感觉惭愧

modisc

原帖由 keke899 于 2012-4-10 17:35 发表
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 ...

这个公式你可能没看到，呵呵。详细描述在这里：《Analysis of a PM Machine with Soft Magnetic Composites Core》https://eeweb01.ee.kth.se/upload ... EE-EME_2004_012.pdf
别说这个是毕业论文哈，嘿嘿

keke899

原帖由 modisc 于 2012-4-10 17:52 发表

Slotless motors have the following advantages when compared to conventional
slotted motors:
- Higher speeds: since there is no iron core in slotless motors, the
inductance is very low and this ...

楼主 无槽电机和无铁芯电机是2码事，现在多数用的2极电机就是无槽电机，但是有个环形铁芯，并非真正意义无铁芯电机 。:em03:

keke899

原帖由 心在中天 于 2012-4-10 18:15 发表

从你写的可以看出你对电磁基础理论的肤浅。本不想多说，你自己看看你的每个回帖，是多么的肤浅与霸道，要么口出粗言，要么强词夺理、不懂装懂偷换概念，总是以教训人的口气说话，好好的技术讨论贴被你弄成一场骂战 ...

我觉得你发帖的动机并不是真正来讨论，我觉得发帖前都应该反思，对错我觉得你我心里都有数。我并非电机专业，没有严格的专业术语，所以讲的都是些浅显易懂的方便大家理解的论语。我说的不一定100分100对，但是你拿一些根本不客观的来说就是你的不对了  。要不我们来点评下，各有多少错误的论断？或者让大家来点评都是不错的学习方法:loveliness:

[ 本帖最后由 keke899 于 2012-4-10 18:45 编辑 ]

modisc

原帖由 keke899 于 2012-4-10 18:16 发表

楼主 无槽电机和无铁芯电机是2码事，现在多数用的2极电机就是无槽电机，但是有个环形铁芯，并非真正意义无铁芯电机 。:em03:

In a slotless (also referred to a coreless) motor, there are no slots or teeth at all in the
stator. The stator laminations are simply which steel rings stacked together to form
the stator stack. The winding wires are held together by glue or polymer molding to
give the windings shape, form and rigidity.   The windings are in between the stator
steel ring and the rotor. Since space must be allowed in the air gap in slotless motors
is generally larger than in slotted motors.  The manufacturing of the winding structure
is a non-trivial exercise and a lot of thought and efforts has to go into the reliability of
the winding structure, especially with the inevitable heat generated under load.

我错了，我还是直接说slotless就好了，口误啊。。。呵呵。

keke899

楼主对无槽电机感兴趣？   是出于效率还是？  无槽电机要是材料好，绕组工艺成熟，做出来的电机是不错的。

348826281

关于铁损的定义、计算公式。
最终的那个公式用的是≈，近似等于，对不同电机会有差异，但不大



理论上，空载时气隙磁场确实只是励磁磁场，文中说的是有刷直流电机（定子励磁），所以就是永磁体的磁场


负载时气隙磁场是永磁体磁场和绕组磁场的合成


绕组磁场在一些地方加强永磁体磁场，在另一些地方削弱永磁体磁场，总量保持不变。
但加强磁场时遇到饱和，削弱时没遇到饱和，导致加的少、减的多，磁场总体就减弱



书本的封面


总体来说keke899的发言是正确的，但态度不好

348826281

原帖由 modisc 于 2012-4-10 17:52 发表

Slotless motors have the following advantages when compared to conventional
slotted motors:
- Higher speeds: since there is no iron core in slotless motors, the
inductance is very low and this ...

在书上看到，slotless电机的绕组电感小，用PWM调速的话会有较大的电流波动


电流波动就会产生损耗

书


模型的esc不是很好，所以不能完全发挥slotless电机的优势。
如果一直是满功率输出，可以考虑

个人认为电机的扭矩上限由永磁体磁场决定，而功率＝扭矩×转速，扭矩被上限限制了就可以增大转速提高输出功率。所以相同大小的外转子电机，直升机用的高kv电机就比低kv的固定翼电机功率大。slotless电机比外转子电机更适合高速，所以slotless内转子电机配上减速器是大功率的首选配置（资金允许时），F5B好像就是这样，爬升的时速可以轻松过100。

技术贴必沉，

[ 本帖最后由 348826281 于 2012-4-10 21:06 编辑 ]

modisc

原帖由 348826281 于 2012-4-10 20:43 发表


在书上看到，slotless电机的绕组电感小，用PWM调速的话会有较大的电流波动
1004635

电流波动就会产生损耗
1004636
书
1004637

模型的esc不是很好，所以不能完全发挥slotless电机的优势。
如果一直是满 ...

中文书籍看的还是清楚许多。里面确实涉及频率，明确指出是磁场变换频率。对于交流变压器来说，磁场变换频率就是交流电的频率咯。对于电机而言，那就是电调三根电机线中交流电的频率咯。那不就是电子转速。。。此书中的公式和我查到文献中的公式大同小异嘛，呵呵

关于这个slotless电机的介绍，咋截图书里面提到“定子无铁空心杯”电机？其实我是有点不太懂slotless电机为啥定子也要用环形的矽钢片做成外壳，为了降低涡流？直接用桶装铁外壳就会有很大涡流？矽钢片存在的意义主要是为了作为一个磁载体，聚磁吧？还有就是这个书里面总是提直流电机，没说是无刷电机还是有刷电机。两个电机在运作性能方面好像区别有点大。

modisc

我这个本不是技术贴，呵呵，只是想分享一下电机绕线的知识和方法，以及个人经验，和澄清一些误区：比如可能不是所有人都知道N和P的数值是如何确定的，根据什么确定的，哪种N P组合最好，意义何在等；
比如可能很多人以为绕线是为了省钱，废物利用，其实绝非如此。。。我前段时间热血，买了个全新的蝎子ＨＫ－３０２６拆了重绕，现在想想有点过了。不过绕线绝不是为了省钱，记得上次绕好一个蝎子４０２５用了我至少８个小时。。。断断续续的哈
比如绕线有很多技巧，其中这里介绍了一种适用于所有Ｎ和Ｐ组合的单方向单线圈绕线方法，包括其优缺点。
比如多股细线和单根粗线各有啥优缺点。。。

等等

算不上技术贴，应该是应用贴吧，呵呵

keke899

原帖由 modisc 于 2012-4-10 23:08 发表


对于某无刷电机而言，电流是随外负荷增大而增大，转速保持基本一致，因为负荷大，输出功率大。【RPM = Kv * (V - Vloss)，Vloss = Iin * Rm。转速随电流增大稍有降低】
某无刷电机的做功上限是热上限。
大功率 ...

电机功率其实可以很大，但是这是有限制级的，没错就是温度，功率越大升温越快，使用时间越短，天蝎电机看似功率很大，因为能耐受更高温度。最佳效率点，其实有无数个，电压不同，最佳效率点位置不同，效率点的位置也就是铜耗近似于铁耗的位置。电压越高，效率点要往后移，功率也越大，但有个前提，因为转速越高越需要良好的机械性能，这是外转的一大考核。

keke899

对于绕线，我认为没有固定标准，哪种绕线能达到最大槽满率的就是好的绕线，但是不能一味最求槽满率而导致绕线质量下降，脱漆或短路那就得不尝试了。

modisc

原帖由 keke899 于 2012-4-11 08:07 发表
对于绕线，我认为没有固定标准，哪种绕线能达到最大槽满率的就是好的绕线，但是不能一味最求槽满率而导致绕线质量下降，脱漆或短路那就得不尝试了。

槽满率的确是最关键的绕线因素。
但是还有以下几点要考虑：
1，如果能选择磁槽数和磁极数，就是N和P，我个人还是最喜欢12N10P。1楼的一个链接说的就是N和P以及winding factor的关系。12N10P和12N14P两个的winding factor都是12N定子中最高的（高于12N8P，12N16P）。我个人比较喜欢转速高的，所以倾向于12N10P的电机，比如蝎子HKIII系列。固定翼的话没办法，基本上都是清一色的12N14P，不过反正转速就高不起来。
winding factor越高越好，但是和电机的实际效率没关系。winding factor可以理解为电机的潜能，就是对某线圈/某永磁磁场的最大利用率。许多内转子目前都是12N4P，winding factor只有0.5，但是照样实际效率很高，包括Neu等名牌内转子电机。
而实际上N和P通常是无法改变了。所以我也是喜欢收集现成的12N10P或12N14P的电机。
2，其次是线圈裸露在外的表面积大小，这个和散热能力直接相关。虽然我自己绕的电机（用的基本是0.64mm的线，3-8股不等），槽满率已经接近或稍超过Powercroco的单根单层粗线绕线了，但是散热能力肯定是远不及单根单层粗线的。单根粗线要求太高，容易搞短路。特别是绕裸定子的蝎子，要自己搞绝缘纸的。
3，槽满率其实也和winding factor一样，有点像是决定了电机的潜能，但是槽满率主要是降低线圈电阻，使之能耐受更高电流。槽满率一般的电机实际效率也可以不错，比如蝎子的原厂绕线，那个槽满率其实真的比较低，用的线太细了。。。我自己绕的蝎子通常至少超过原厂线圈的20%，最大的甚至50%。但是最佳效率的功率范围可能就要低于槽满率高的电机了。另外这里分享一下，蝎子原厂绕线里面包含一些“跨越”在两齿槽之间其他不相关齿槽上的线圈：crossing-over turns，来让定子底部漂亮些。这些crossing over turns对电机Kv是有影响的。所以实际上对蝎子HK系列（12N8P），标为8 turns的蝎子，其实相当于10 turns的Kv（就是加上2），这个我绕了3个蝎子HK了，4035和两个4025，都是这个结论。蝎子其他系列没弄过，不清楚。另外蝎子指的圈数是每个齿槽间隙中的根数，不是绕在每个磁槽上的圈数。这个标法是很正确的，因为Kv只和每个齿槽间隙中的根数相关：比如所谓5T+7T，指的就是一个齿槽上绕5圈，相邻一个齿槽上绕7圈，电机就是12T。这个电机如果绕成6T+ 6T，Kv是一样的。我甚至做过极限试验，就是对12N8P的电机，采用A-B-C-A-B-C绕法，就是12个齿槽，只有相间隔的6个上绕，比如绕8圈。而传统的ABCABCABCABC绕法，每个齿槽都绕4圈。两电机Kv十分接近。这个试验是原创了http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1551928；http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1556838。想法源于LRK和dLRK。

keke899

对于 12N10p  我倒是有个更好的绕线顺序提供给你  ，请看 所有槽同一方向绕制,样色一样的为一相

modisc

原帖由 keke899 于 2012-4-11 11:18 发表
对于 12N10p  我倒是有个更好的绕线顺序提供给你  ，请看 1005237 所有槽同一方向绕制,样色一样的为一相

这个的确可以转。但是winding factor只有0.80801. 比“AabBCcaABbcC”还是差啊，这个传统dLRK的绕法winding factor是0.93301了。
12N14P或12N10P的最佳winding factor是LRK绕法：A-b-C-a-B-c-，达到0.96593.我还没看过比这个还高的winding factor.

[ 本帖最后由 modisc 于 2012-4-11 12:33 编辑 ]

348826281

原帖由 modisc 于 2012-4-10 22:55 发表


关于这个slotless电机的介绍，咋截图书里面提到“定子无铁空心杯”电机？其实我是有点不太懂slotless电机为啥定子也要用环形的矽钢片做成外壳，为了降低涡流？直接用桶装铁外壳就会有很大涡流？矽钢片存在的意义主要是为了作为一个磁载体，聚磁吧？还有就是这个书里面总是提直流电机，没说是无刷电机还是有刷电机。两个电机在运作性能方面好像区别有点大。

外壳用整体还是叠片不好说，估计是结构强度或者工艺决定的吧？
矽钢片好像可以降低磁路的磁阻，让气隙磁场更强，具体请参考《航空模型》2012年4期，太阳能飞机的那篇，有计算机分析的图片。
第一本书里是有刷电机，第二本是无刷的。在我看来是一回事，只是形式变了，磁路没变

modisc

原帖由 348826281 于 2012-4-11 12:31 发表


外壳用整体还是叠片不好说，估计是结构强度或者工艺决定的吧？
矽钢片好像可以降低磁路的磁阻，让气隙磁场更强，具体请参考《航空模型》2012年4期，太阳能飞机的那篇，有计算机分析的图片。
第一本书里是有刷电 ...

直流无刷电机使用电子换向，电子换向速度（频率）一定，电机转速恒定；外负荷增加，电流增加，转速仍基本保持恒定。
直流有刷电机靠的是机械换向，达到稳定速度靠的是反向电动势的平衡。。。
我总感觉两者差距挺大。。。当然，基本物理原理还是靠线圈产生的磁场与永磁体的磁场相互排斥造成电机转动咯。

348826281

原帖由 modisc 于 2012-4-10 23:08 发表


对于某无刷电机而言，电流是随外负荷增大而增大，转速保持基本一致，因为负荷大，输出功率大。【RPM = Kv * (V - Vloss)，Vloss = Iin * Rm。转速随电流增大稍有降低】
某无刷电机的做功上限是热上限。
大功率 ...

那些公式比较迷惑人，电机是把电能转换为机械能，输入就应该是电功率（电压×电流），输出机械功率（扭矩×转速）。那些公式变形后就是


这是在外文的论文上看到的，内阻是指电机任意两根引出线间的电阻。公式（2－29）是假设空载电流保持不变，有近似的成分，其他公式都有准确的物理意义。对全油门的电机，可以直接使用上述公式。没开全油门的，算不准

好像变形后求效率的峰值，在铜损=铁损时效率最大

348826281

原帖由 modisc 于 2012-4-11 12:40 发表

直流无刷电机使用电子换向，电子换向速度（频率）一定，电机转速恒定；外负荷增加，电流增加，转速仍基本保持恒定。
直流有刷电机靠的是机械换向，达到稳定速度靠的是反向电动势的平衡。。。
我总感觉两者差距挺 ...

也许用的esc不一样，我只有最早的towerpro的esc，控制驱动电流的占空比，转速由电机和负载决定，能转多快转多快，直到电势平衡，上限是esc处理器的速度。

[ 本帖最后由 348826281 于 2012-4-11 13:09 编辑 ]

cbr7650

A-b-C-a-B-c-，达到0.96593
我看到只绕了6个线圈啊，其他6个怎么办？