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楼主: modisc
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电机绕线贴(Rcgroups/modisc)

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 楼主| 发表于 2018-6-20 22:52 | 只看该作者
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欢迎继续阅读楼主其他信息

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发表于 2018-6-22 17:58 | 只看该作者
modisc 发表于 2018-6-7 19:32
江西南昌的

我也在南昌?有机会去讨教
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发表于 2018-6-23 15:39 | 只看该作者
牛逼,这么长的伺服电机用2.2的。1.8的我绕了一天。
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发表于 2018-7-9 15:32 | 只看该作者
这个太牛了,家里刚好两个电机坏了,废物利用了
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 楼主| 发表于 2018-9-7 13:32 | 只看该作者
本帖最后由 modisc 于 2018-9-7 13:59 编辑

天蝎星 HK7050
拿着这款自己绕的电机套件已经很久了,最初买的是套件,根据原厂的参数绕了个较低Kv的。最近准备用来做为一个216mm涵道的动力:http://bbs.5imx.com/forum.php?mo ... &page=1#pid21100195
考虑到236Kv的电机可能对这个涵道来说会低了一点,于是另外用川崎1200的0.2mm矽钢片线切割了一个7050的定子,设计有所改动,总体来说比原厂的铁芯要粗壮一点,头端设计一样,都是45度角的斜边、利于聚磁。

HK7050的原厂数据:
线:双股1.9mm
圈数:6T (原厂标注的是2+3T,也就是5T,三角接法;但实际上是6T
接法:D
Kv:340rpm/V

HK7050,10AWG单线版本:
线:单股10AWG,2.53mm裸铜直径,外直径2.6mm
圈数:5+5T (即10T)
接法:dLRK half parallel YY(简称YY)
Kv:236rpm/V





HK7050,重新设计的定子,2.2mm单线版本
线:单股2.2mm,外直径2.3mm
圈数:5+6T(即11T;该定子的槽空间比原厂定子小蛮多)
接法:dLRK half parallel DD(简称DD)
Kv:估计370rpm/V左右(但因定子重新设计了,气息也有原厂的0.5mm改为0.4mm,可能对实际Kv有点影响)

采用的是专门适用于dLRK绕法的6线法,即针对12N10P或12N14P的电机。
虽然线很粗,但采用这种6线、层层递进的方式来绕,应该能够比较顺利的完成,也能确保整个绕线过程顺利完成;当然,一把好的夹线用的钳子是必须的。
自己绕嘛,就图个槽满率最大化,如果不采用这种对称的层层递进方式来绕,可能会在最后几个线圈处卡壳,导致整个绕线失败。

下面是实例:








绕线、接线方法:1,选好合适长度的6条线:每根线的长度足够绕相邻的两个槽支+引线
2,将所有线从其中点处弯折
3,将线挂在其中一个槽支,线头、线尾均朝着相同方向(要么都顺时针、要么都逆时针),绕在相邻的两个槽支上。如此一来,这两个相邻槽支的线圈方向便相反了,符合DLRK线圈的特征。
4,层层递进、对称的方式、同时完成6根线的绕线:线完成相间隔的6个槽支上的数圈线圈(比如1-3圈),然后完成剩余6个互相间隔的槽支的数圈线圈(比如1-3圈),然后以对称的方式,间隔着完成剩余的圈数。
5,最后一圈,采用“编花篮”的方式,将12根线头以此插入对应的槽支中的剩余的间隙内(该间隙最理想的是刚好能够容纳2根线),同时先不要拉紧各线,以便能够利用相邻的线卡位、对称布线。
6,12根线均插入到位后,在逐一拉紧各线,如此一来便可实现槽满率最大化、线圈整体对称、线圈自锁而不易松动
7,最后检查绝缘,包括不同线之间的绝缘和各线与定子间的绝缘。
8,根据下图完成接线,注意编号方式,比如1号线头和2号线头应当是相通的因为线圈整体对称,具体从哪个线头开始标记没有差别。
9,均完成后,建议先上电调试一试看是否正常工作,包括转子是否正常转动、空载电流是否正常(空载电流一般都比较小,比如不太可能超过6A;如果超过10A了,那很可能有问题)
10,最后确保无误后,可考虑用高温环氧树脂(最好是操作时间比较长的、固化前流动性比较好的胶,这样比较方便渗入整个线圈,特别提出虽然3M的DP760非常给力,但流动性很差,不适合在这里用。国产的有蛮多选择,比如玄欣8200)固定好整个线圈,这有几个好处:避免大功率工作时线圈振动不稳定;绕线过程中可能会有些漆皮损伤,而损伤部位靠的比较近,虽然可以通过绝缘测试,但高频、高电压下可能会击穿空气导致短路,用绝缘的环氧树脂密封以下就完全可避免这种事件。









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发表于 2018-9-10 10:51 | 只看该作者
楼主你的电机绕线群二维码过期了,能重新发一下吗
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 楼主| 发表于 2018-9-12 01:33 | 只看该作者
jqg1984 发表于 2018-9-10 10:51
楼主你的电机绕线群二维码过期了,能重新发一下吗


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 楼主| 发表于 2018-9-12 20:22 | 只看该作者


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 楼主| 发表于 2018-9-27 11:37 | 只看该作者
最近碰到一些模友问到接线方式。之前的帖子里面已陆续阐述,但可能不够集中,在此做个小结。以下纯属个人观点,玩电机的经验之谈(不是玩航模的经验),可能有错误的地方,仅供参考。
以下仅针对外转子电机的集中式绕组。


接线的方式基本分为两种:
1,星型接法/Y接法/star connection
2,三角接法/D接法/delta connection

两种接法跟电机本身的效率没啥关系,跟绕组系数也没关系,但有以下几点:
1,对同一个电机、圈数一定的情况下,D接法所获得的Kv值是Y接法的1.732倍
2,三相无刷电机如果每个相都用一根完整的线来绕,最后将获得6个引线(3个线头、3个线尾),Y接法需要将3个线头或3个线尾焊接在一起形成Y接法的中心,就是Y-node,余下的3个引线作为电机引线;而三角接法就是按照对称原则,将线头-线尾两两连接,得到3个电机引线,比如A+&B-、B+&C-、C+&A-。由于没有了多余的Y-node,布线更为简洁干净一些,所以大多数航模电机都是用D。
3,ABC绕组指的是N:P比例为3:2的电机,比如12N8P、9N6P、3N2P等;非ABC绕组的电机,常见的比如12N10P、12N14P、20N18P等等。对于非ABC绕组的电机采用D接法,可能会在电机转子因惯性自由转动的时候产生一些线圈内的短路电流,比如表现为用手转动转子时可感到一定的阻尼,但这对电机被电调正常驱动时的性能无任何影响。即便如此,还是有一些高端的航模电机会倾向于采用Y接法,绝大多数工业上的采用集中式绕组(concentrated winding)的伺服电机采用的也是Y接法。但由于Y接法所获得的Kv值比较低,要实现和D接法一样的Kv、又保证较好的槽满率,就必须更换更粗的线、绕更少的圈数。而线径过粗会显著增加绕线的难度、超过2mm左右的线径还可能需要考虑集肤效应(skin effect),因此这时就有了一种叫做YY的接法(half-parallel Y connection),简单来说就是把整个绕组拆分为两个并联的绕组,使Kv提高2倍。也就是说对同一个电机、圈数一定的情况下,YY接法所获得的Kv是Y接法的2倍、是D接法的2/1.732倍。后面会详细阐述

基于两种基本接法的衍生:
YY
如前所述,Y接法对任何n/p组合的电机在无电、惯性转动时都不会有短路电流;YY接法可以让绝大多数航模电机用比较合适的线径和比较合适的圈数,获得所需的Kv值;对于12N10P或者12N14P这种dLRK绕组的电机,YY接法可以配合6线法绕线来获得比较美观和紧凑的Y-node和引线布线。因此许多发烧友,特别是玩3D、大尺寸直升机的玩家会选择YY,有些国外的发烧友会购买全新的天蝎星找专人用更高规格的单线、YY接法绕制到指定的Kv,甚至有用Kontronik pyro来用YY重绕的(K牌 pyro原厂是单线D接法),但其中很大一部分原因是为了提高槽满率,天蝎星电机改单线槽满率一般可提高35%以上、K牌一般可提高20%以上。

关于“YY接法可以让绝大多数航模电机用比较合适的线径和比较合适的圈数,获得所需的Kv值”这句话,有必要拓展一下,并举例让大家更好的理解意思:

以下是我个人认为的正确的思考顺序:

1,根据硬度选择线径:对于普通玩家,没有特殊的用来夹线的钳子的话,超过1.4mm以上的线就比较难饶的,主要是难以通过其他方式让线紧贴槽支,单纯通过拉扯是很难实现的。有用来夹线的钳子的话,理论上对线径没有限制,但超过2.5mm的线就非常硬了,另外还要考虑集肤效应。所以我个人的经验是1.3-2mm的线径应该适用于绝大多数电机了,但须注意线径最好是小于两个相邻槽支之间的那个开口缝隙,这样绕线方便很多
2,根据“电磁铁”特性选择线径:最理想的单线绕组是只在槽支上绕1层,即所有线圈都是紧密贴合槽支铁芯,这样线最短=电阻最低;线最靠近铁芯=磁场最强;一层线圈散热最理想。如下图的红色和绿色部分。

3,根据定子选择线径:一般来说槽支的形态决定了两个槽支之间的空间是个梯形,如果只绕一层,而线又太细,很明显会浪费好多空间,导致槽满率很差。定子铁芯本身在设计上,槽支也不可能太长,这是因为磁力面约贴近线圈越好。而即便是线径合适,单层线圈还是无法避免巨大的空间浪费,因此我个人的经验一般是在单层的基础上、各加1圈,这样对有效电阻的影响也不算很大、散热也还算可以,但槽满率可以达到极限。综合上述因素,对于绝大多数航模定子铁芯的设计,绕4-5圈的单层(如上图所示的红色和绿色部分)、和各加1圈(如上图的黄色部分)最为理想。另外,也是由于梯形的空间,很可能相邻的两侧槽支上的单层圈数会不一样,比如4+5(如上图红色、绿色部分)。这里需要提一下:T数指的是两个槽支之间的间隙内所包容的线的根数,也就是相邻的两个槽支之上所绕的圈数之和;为什么不看单个槽支的圈数是有道理的。比如原厂绕组如果是每个槽支都绕4圈,也就是4+4T,那么保持所有参数不变,改为相邻槽支一个3圈、一个5圈,也就是3+5T的话,电机的Kv值几乎不变;甚至间隔一个槽支不绕,也就是8+0T,Kv值也是几乎不变的。
4,确定接法:通过上述思考过程,基本上就已经确定线径和圈数了,这是根据铁芯的形态和“电磁铁”的特性、和以最高槽满率为目的选择出来的。那么要弄到指定的Kv,就只能调整接线方式了。如下图:附件见百度盘(内含绕线方法的网页版):https://pan.baidu.com/s/1OBSRFjdh65H1HgmgkJhsPA

简单来说,接线方法相同的话,Kv*T为定值,即Kv1*T1 = Kv2*T2;T为定值的时候,如果Y接法的Kv为1000,那么D为1732,YY为2000,DD为3464。

总结:通过上述1-3步,已基本确定T,那么根据所需Kv来选择合适的接法。如果改变接法也无法满足Kv需求,那就对T和线径进行稍微的调整。



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 楼主| 发表于 2018-10-3 13:29 | 只看该作者
本帖最后由 modisc 于 2018-10-3 21:20 编辑

无刷电机所标的“功率”的含义

最近碰到一些模友对无刷电机所标的功率有误解,这里根据自己的经验和知识跟大家解释一下,有错误请指正。
我们经常可以看到无刷电机的产品介绍中有“额定功率”、“最大功率”之类的性能参数。实际上这个参数最为标准的描述应该是“最大可持续功率(maximum continuous power)"。

这个数值的含义到底是什么,又是怎么得来的呢?

无刷电机的功率上限,说白了只是由一个因素决定,就是温度。对于外转子航模电机来说,由于1)电机转动时在转子上产生的铁损相对定子而言低很多,2)转子外露,转动时可获得良好的散热,因此温度上限主要是看定子线圈,也就是定子线圈能耐得住多高的温度。当然,目前许多好一些的航模电机都会采用耐高温的磁钢,比如Kontronik pyro系列用的是耐温150度的磁钢,目的是为了确保转子耐温不成为整个电机的瓶颈。

目前航模电机的设计,一般带有一定的“通风”、“风扇”的设计,比如天蝎星经典的“离心风扇”后盖设计,现在已被许多直升机电机采用;内转子电机带散热风扇的比较少,比如几乎是目前最高端的内转子电机Lehner,就可选配内置风扇。


电机工作时,有以下几个变化:

1,对某个电机而言,由于电机的Kv值是一个常数(其含义是多少V的电压提供多少转速,比如Kv 100的意思是1V电压驱动下,电机转速为100),因此在满油门状态下,电压越高,电机的转速越快(与电压几乎呈正比;但如果工作电流很高的话,那么实际电压=输入电压 - 工作电流*电机内阻,所以实际转速会比计算的要低一点点)。
2,我们知道风扇的扇叶,转速越快,排风量越大,散热越强。
3,电机除了输出做工之外,有一部分转化为热能,这部分热能分为两部分,分别为铜损和铁损。铜损指的是电机的工作电流的平方*电机的内阻;铁损指的是电机定子内磁场发生周期性变化时所产生的涡流(电磁炉的原理)。铁损和转速的平方呈正比,铜损和工作电流的平方呈正比。

风扇的散热和电机本身的发热,这两个元素相等时,就是电机的可长时间工作的上限。当电机本身发热超过了风扇的散热量,电机的温度会持续上升,但我们知道航模电机一般也就3-5分钟的工作时间,如果在工作时间范围内,电机的温度不会超过阈值,比如线圈用的是耐温200度的漆包线,那么就可以把这个航模电机的持续最大功率标定为这时的功率。

那么这个持续最大功率为什么会有一个上限呢?
1,电机风扇散热,转速与排风量基本上可看做线性关系,即一条直线。即可近似的将电机风扇单位时间散去热能的量(散热功率)当做与风扇(电机)转速呈线性关系。
2,电机定子发热功率,是铜损+铁损。其中铜损和电流平方呈正比、铁损和转速平方呈正比。

这么一看,大家应该明白了,一根是直线,一根是斜率不断增大的弧线,两根线必然会有交点。这个交点就是散热=发热时的情况,也就是理论上电机可以永久持续工作的功率。而沿着这个弧线、在这个交点的上方会存在一个点,使得短时间范围内,电机温度刚好升高至阈值温度(比如工作5分钟,恒定室温25摄氏度的情况下,线圈耐温200摄氏度,那么就是5分钟之内,电机定子温度升高175度)。

如下图:

测试电机时,保持电机负载恒定(所需扭矩不随转速升高而改变)、或带动一个固定轴距的螺旋桨(所需扭矩随转速升高而增大)。在输入电压V0时,发热功率与散热功率两线相交,发热、散热功率刚好都等于P0,此时电机理论上可以永久持续工作。
在输入一个高于V0的电压,V1,发热功率P2高于散热功率P1。也就是电机定子会以P2-P1这个功率持续升温。如果在5分钟之内,升温刚好达到电机耐温的临界,那么可以说在V1时,电机可以5分钟内持续工作,V1乘以此时的工作电流就是电机可耐受的最大功率。
如果给予一个高于V1的电压,那么由于发热功率和散热功率这两条曲线是越离越远,那么P2-P1会越来越大,这个差值变大,会导致电机在工作时间范围内超过电机耐温临界。因此,V1就成为了上限。

上图实际上还有很多其他因素没有考虑进去,但这并不影响“发热功率与散热功率之间的差值,随电压的增高而增大”这个基本特性。比如说,室温恒定的情况下,风冷的散热功率是和温差有关的,也就是在风速转速一定的情况下,电机温度和室温之间的温度差越大,散热功率也越大。这样的话,绿色的线其实应该是一根与红色相类似的一根弧线,但同一个X值下的斜率肯定小于红色。又比如说,图中用一根幂函数曲线笼统的概括了分别于电压平方和电流平方呈正比的铁损和铜损。

电机的其他特性:
电机线圈本身的耐压,至少是通过了千V测试,所以不是瓶颈;
电机线圈本身的耐流上限,可参考各种线径的“直导线室温自然散热时的长时间持续电流”,一般会比较小;和10秒熔断的电流值,一般来说都很大;电机线圈不符合上述任何一种情况,所以仅供参考。
电机转速,物理上是受到轴承的限制。比如ABEC7级别的8*16*5,可以70000转。一般这个也不是瓶颈,但自己做一些航模的时候有可能会要考虑进去,比如一个40多元的进口的12*32*15.9的双排角接触轴承,最大转速只有20000转。如果工作转速太接近20000或超过了,那估计得选尺寸更小点的轴承、或者更精密的同尺寸轴承。




1031
发表于 2018-10-31 14:03 | 只看该作者
好帖,学习
1032
发表于 2018-11-25 14:41 | 只看该作者
楼主 普通绕法是不是就是dsrk绕法?
普通绕法每个齿槽30t,每个齿槽间隙中相当于60t,这个说法对不对?
如果换成srk绕法,那么1-3-5-7-9-11齿槽是不是要60t,每个齿槽间隙中也是60,才能和普通绕法kv基本相同?
1033
发表于 2018-11-26 23:13 | 只看该作者
太牛了,收藏
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1034
发表于 2018-11-30 13:56 | 只看该作者
好贴
1035
发表于 2019-1-3 18:00 | 只看该作者
学习                              
1036
发表于 2019-1-19 14:59 | 只看该作者
看了两天都没看完这个帖子。有个疑问想问下楼主。我看到两款电机。2630 4000kv。一款极限电流是40a一款是24a。就是想知道为什么同样电机,同kv电流差这么多
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1037
发表于 2019-2-18 17:21 | 只看该作者
modisc 发表于 2018-9-7 13:32
天蝎星 HK7050
拿着这款自己绕的电机套件已经很久了,最初买的是套件,根据原厂的参数绕了个较低Kv的。最 ...

大神 我想把1颗12N14P的外转子 改成 12N16P 最大程度的提高扭矩 可行吗? 能给个联系方式吗!
1038
发表于 2019-3-13 15:01 | 只看该作者
好贴 学习了 虽然看不太懂 以后有需求继续学习
1039
发表于 2019-3-16 00:28 | 只看该作者
楼主电机绕线群还可以再发一下吗
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1040
发表于 2019-3-26 14:26 | 只看该作者
楼主大哥电机绕线群还能在发一下吗
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