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标题: 无刷电机的世界----------之槽极关系漫谈 [打印本页]
作者: 布拉格之春 时间: 2014-12-23 22:21
标题: 无刷电机的世界----------之槽极关系漫谈
本帖最后由 布拉格之春 于 2014-12-23 22:26 编辑
无刷电机的世界----------之槽极关系漫谈
我们很多人经常会玩着各式的模型，也就会接触各种类型的无刷电机，相信很多人都没有去想过为什么无刷电机会有各种不同的槽极，固定翼电机怎么清一色的12槽14级？450电机怎么又是9N6P？车用电机怎么是个12槽4极？多轴电机槽数怎么那么多？？？等等等等..........但是，我们相信一点那就是存在即合理，现存的各种电机设计都是经过前人努力市场检验消费者体验最终定型的。
好吧，废话不多说，进入无刷电机槽极结构的世界。
等等，要说槽极结构，我们首先要弄清楚无刷电机是个什么东西啊！无刷电机是在直流电机（有刷电机）基础上利用电子换向代替碳刷换向的一种新型直流电机，其本质属于永磁同步电机。要说上社会关系呢，其实还是交流异步电机（我们身边最常见的电风扇、抽水泵等）的远房亲戚。所以呢，无刷直流电机的绕组形式和交流异步电机是有相通之处的。
无刷电机的槽极结构主要分为分数槽集中绕组和整数槽绕组，在模型领域可谓泾渭分明，外转子无刷电机几乎为分数槽绕组，内转子无刷电机几乎为整数槽绕组。现在外转子电机大行其道，那就从外转子无刷电机开始吧。
分数槽的概念可以直接理解为
槽数÷3（相数，模型都是3相电机）÷极数=分数（即不是整数） 即为分数槽电机
例如：9N6P电机
9÷3÷6=0.5，即9N6P电机为二分之一分数槽电机。
再例如： 12N14P电机
12÷3÷14=7分之2，即12N14P为七分之二分数槽电机。
为什么模型电机要大量使用分数槽结构呢？在于分数槽电机的几个优势：
1、永磁电机都存在齿槽转矩问题，也就是在不通电的情况下用手转动电机所感觉到的顿感，很多人甚至会错误的认为，顿感强烈的电机磁性很强是电机优秀的表现。不是的，齿槽转矩是永磁电机天生的缺点，是电机设计需要克服并尽量减小的指标，他会造成电机转速波动（专业术语为纹波转矩）、运转噪声、运转震动。分数槽的齿槽转矩和槽数与极数的最小公倍数有关，数字越大齿槽转矩（也就是停顿的感觉，简称顿感）越小。
例如： 9N6P电机
最小公倍数：18，也就是用手转动电机一圈可以感觉到18次顿感。
12N14P电机
最小公倍数：84，也就是用手转动电机一圈可以感觉到84次顿感。
2、槽数可以减小！
模型内转子整数槽电机槽数起步就是12槽，而分数槽最低3槽即可！
3、减小铜线用量，降低电机温升，提高电机效率。
其实优点还有好多好多.....咱们模型爱好者其实只要知道，分数槽电机好就行啦！
好了，不啰嗦了，在啰嗦好多人要骂人了，进入正题。
一、
3N2P（3槽2极电机，以下全部用N和P代替）
绕线方式为：ABC（大写表示正绕，也就是顺时针绕线，小写表示反绕，也就是逆时针绕线。A代表第一相，B表示第二相，C表示第三项，下同）
顿感：6次
最简单分数槽结构，绕线简单（绕线方向全部为同方向）。使用范围包括：
1、540有感/无感车用电机
是的，部分540电机就是3N2P结构。
2、有刷电机
没看错，我们最常见的两块磁铁的有刷电机就是使用的3N2P结构。
二、
6N4P 3N2P电机2倍数的电机
绕线方式：ABCABC
电机槽极结构也是可以整数相乘的，相乘几倍绕组即按照原方式增加几倍。3N2P的绕组为ABC，所以6N4P电机的绕组为ABCABC。
应用范围：
1、小型内转电机
船用电机仍可以看见此电机的身影。
2、小型车用电机
三、
9N6P 3N2P电机的3倍数电机
绕线方式： ABCABCABC
顿感：18次
绕组系数：0.866
很常见的槽极结构，大量应用在直升机模型和船模型。如MINI直升机电机、250直升机电机、450直升机电机、500直升机电机。
大家修复这个电机记住两个原则即可：
1、所有绕组绕线全部正绕（悄悄告诉你们，全部反绕也是一样的.........关键要全部一样）
2、第一根线1槽-4槽-7槽
第二根线2-----5-----8
第三根线3-----6-----9槽
450直升机电机使用3S，一般匝数为 到 圈。
450直升机电机使用3S，一般匝数为 到 圈。
450直升机电机使用6S，一般匝数为 到 圈。
500直升机电机使用6S，一般匝数为 到 圈。
600直升机电机使用6S，一般匝数为 3 圈。
700直升机电机使用12S，一般匝数为 到 圈。
四、
12N8P 3N2P的4倍数电机
绕线方式：ABCABCABCABC
顿感：24次
少见于固定翼模型电机，常见于500、600直升机模型电机、以及船用模型电机。属于12槽电机里面转速最快的槽极结构，一般为减速使用。使用在固定翼上的效果差于12N14P。
五、
15N10P 3N2P的5倍数电机
绕线方式为：ABCABCABCABCABC
模型上少见，关于3N2P电机及其派生槽极结构就介绍到此。遇到3N2P电机及其倍数电机都可按照上述绕线方式进行绕线。
六、
3N4P
绕线方式：ABC
和3N2P一样的绕线方式，派生电机也是一样。3N4P结构模型上少见。
七、
6N8P 3N4P的2倍数电机
绕线方式：ABCABC
模型上少见。
作者: utroljg 时间: 2014-12-23 22:27
作者: 布拉格之春 时间: 2014-12-23 22:30
6N4P与6N8P、9N6P和9N12P、9N8P和9N10P、12N8P和12N16P、12N10P和12N14P，以上这些槽极结构，在一起的绕法是一样的。
作者: cricri 时间: 2014-12-23 22:31
作者: wdl67 时间: 2014-12-23 22:34
LZ辛苦，技术贴，学习了。
作者: hsp2008 时间: 2014-12-23 22:45
好贴，学习了，感谢分享！
作者: 炸香机 时间: 2014-12-23 22:49
感谢楼主分享 学习了
作者: myk0000 时间: 2014-12-23 22:50
好贴！支持！ 收藏了，慢慢学习
作者: clark0311 时间: 2014-12-23 22:52
技术贴，感谢楼主，学习了~
作者: WUST_LJS 时间: 2014-12-23 22:53
楼主辛苦啦！！ 如果本坛模友 都能从自己的专业 各出一份力 ，那么大家玩的会更好，也会少被忽悠。 顶楼主，我是没搞过电机，学习了。！！
作者: wlqy2002 时间: 2014-12-23 22:54
专业....学习了!~~
作者: xxiejun_001 时间: 2014-12-23 23:02
楼主强大的不得了。
作者: Y逍遥游Y 时间: 2014-12-23 23:10
元芳你怎么看
作者: 白小淘 时间: 2014-12-23 23:11
mark，又一神贴诞生……
作者: Bovo 时间: 2014-12-23 23:12
楼主辛苦了，留言收藏
作者: freshbeef1 时间: 2014-12-23 23:15
学习了，Lz辛苦
作者: gds135 时间: 2014-12-23 23:19
留下脚印。。飞越的4108 貌似就是22 24的、比1214的要扭矩大？ 还有，问楼主一个问题。 700KV 3S电带1355桨和6S电配390KV带1355桨哪个更好？ 大家都说6S电配低KV大桨，难道电机的电压大的话扭矩也跟着变大吗？ 起飞重量一样的话，桨的转速应该是一样的啊，这样低KV的电流大些，但是电压小，高KV配大S的话电流小，但是电压高，现在已经完全晕掉了、、、、
作者: gds135 时间: 2014-12-23 23:22
还有，如果相同配置的话，电机一个3S 700KV 一个6S 390KV 都带1355桨，大家一眼看上去都觉得6S 390kv更好一些，但是起飞的时候电机转速应该一样吧？这时候 6S 390kv的扭矩大？ 为什么呢、、、绕来绕去把自己绕晕了、、、
作者: yulijia 时间: 2014-12-23 23:27
学习了，绝对又长知识了
作者: IMATs 时间: 2014-12-23 23:30
高大山，受教了，多謝，聖誕快樂
作者: 布拉格之春 时间: 2014-12-23 23:31
预祝圣诞快乐！
作者: 白色的熊 时间: 2014-12-23 23:37
我居然认真看完了
作者: 129502 时间: 2014-12-23 23:43
顶顶顶
作者: 布拉格之春 时间: 2014-12-23 23:48
呵呵，你的2个问题我一起回答吧。
以2212 500KV和2212 1000KV来说，当500KV电机工作在标准6S电下，而1000KV电机工作在3S电下。
情况一：扭矩，扭矩基本可以判定为一样。
情况二、转速，转速基本一致。
情况三、效率，
当2个电机都工作在同功率同转速小电流情况下时，铁损（跟转速成比例关系）消耗类似，铜损消耗都很小。1000KV电机消耗稍大，大的比例很小。
当2个电机都工作在同功率同转速大电流情况下时，铁损（跟转速成比例关系）消耗类似，铜损消耗1000KV电机将较大，发热较高，大的比例也较大。
因为导体发热与导体通过的电流平方成正比
正面回答你的问题，用4S的动力如果工作在较小（比如50%油门悬停）电流，会有不亚于6S动力的力效表现。
6S动力相对于4S的优势，在于铜损更低，在更大负载和更大工作功率时电流更小，发热更少。
作者: Angeldie 时间: 2014-12-23 23:50
楼主好人，顶起！
作者: Free-自由 时间: 2014-12-23 23:52
好贴，学习了，感谢分享！
作者: 王清华王清华 时间: 2014-12-24 01:06
顶一下楼主。 这个确实是需要有一定理论基础的实战后才能写出这么多东西啊。
顺便请教一下，我最近好做个12N22P的外转。参考好了几种绕法，没有转起来。不知道有没有这种组合？
作者: 家电 时间: 2014-12-24 01:43
长篇巨著啊！楼主精神可嘉，赞两个了！！
作者: supertankhzt 时间: 2014-12-24 01:53
好贴！先收藏了
作者: Gilbert77 时间: 2014-12-24 07:33
楼主厉害哦
作者: 20166333 时间: 2014-12-24 08:39
其他参数一样。重新用大了点线绕电机，发现kv比原来大了，通过一样的桨发现电流更大了。
作者: 布拉格之春 时间: 2014-12-24 08:47
KV与匝数成反比，与线径无任何关系，检查下线圈匝数吧。
作者: 布拉格之春 时间: 2014-12-24 08:52
N与P搭配的一个原则是，N与P要尽量接近，才可以获得较高的效率。所以与12槽搭配的有8P、10P、14P、16P，18P都没有看见这种组合，更不要说更远的22P了。你看下这个组合，2个槽就占了3个极了，我没有这种电机的绕法，但相信效率不高，非主流。选择其他组合吧。
(, 下载次数: 102)
作者: shisongbo 时间: 2014-12-24 09:00
这样会导致电调错误判断不能准确的检测电机的反电式
作者: 王清华王清华 时间: 2014-12-24 10:08
谢谢你的回答。 选12N14P试试吧。
作者: sdxgy 时间: 2014-12-24 10:10
这贴得顶
作者: nih1 时间: 2014-12-24 10:11
看朦了.....
作者: zdz_4814 时间: 2014-12-24 11:16
喜欢那个梅花间竹的排列。
作者: 新25 时间: 2014-12-24 12:49
作者: jimy 时间: 2014-12-24 14:48
元芳你怎么看
作者: xyx 时间: 2014-12-24 19:48
佩服，不过还是看不懂
作者: gds135 时间: 2014-12-24 23:54
太棒了，解决了困扰好久的问题！ 350kv配6S电 700kv配3S电带1555桨理论上扭矩应当一样，只是6S电电流小，发热小，效率高，所以大家都推荐低kv配大桨对不？ 这么说350kv能带1355桨的话，700kv带1355桨也没啥问题咯？就是发热大点对吧？
作者: 布拉格之春 时间: 2014-12-25 08:01
6S -350KV和3S-700KV，在同等转速下，扭矩是近似的，自然可以带同样的负载。
功率=转速*扭矩 功率=电压*电流 仔细品味........
作者: gds135 时间: 2014-12-25 09:02
OK，理解啦，圣诞快乐～
作者: john.zhao 时间: 2014-12-25 11:47
真是好贴。。。顶
作者: wode320 时间: 2014-12-25 15:05
那么问题来了。电机转一圈，三根输入线中，电压换向几次。测速用
作者: lizao 时间: 2014-12-26 01:44
学习了，可以自己修电机了……
作者: dawei77 时间: 2014-12-27 07:10
这个贴得不定期的拿出来温习，学习了！
作者: dawei77 时间: 2014-12-27 08:43
您好，今早拜读了您最近发的几个精华贴，感触頗深，我也在西乡，一直玩航模，有时间聚聚，每次去新安中学旁边飞都没模友了
作者: DDJJC 时间: 2014-12-27 11:15
这么好的帖子，一定要认真学习，传播 顶起。感谢楼主
作者: 布拉格之春 时间: 2014-12-27 12:29
你好，我之前在福永，经常去西乡飞。西乡有个宝安飞行小分队，你可以加入这个组织。有机会一起飞。群号：51260469
作者: senosy 时间: 2014-12-28 11:08
这样好的帖子要顶！ 电机确实有很多学问的。
作者: sbach-342 时间: 2014-12-28 12:13
要顶啊，问题是同样结构，为什么不同品牌顿感不一样呢
作者: 布拉格之春 时间: 2014-12-28 12:16
磁铁的型号，安装的位置都有影响，其实像12N14P这样的电机，很难准确的判断出84下顿感，像9N6P电机18下顿感比较好判断。磁铁型号，定子槽口宽度，磁铁的安装，气隙都影响顿感的感觉。
作者: sbach-342 时间: 2014-12-28 12:27
那么，相同kv，不同大小的电机，比如2204和2206，相同条件下差别主要在转速还是扭矩呢
作者: 布拉格之春 时间: 2014-12-28 12:32
主要差别在于扭矩，2206扭矩更大，在带同一个负载时，负载转速会更高，出力更大。
作者: 那一年stranger 时间: 2015-1-6 12:31
好贴，顶一个
作者: shanliren314 时间: 2015-1-9 23:05
超强的技术贴！顶起！
作者: 太阳吧 时间: 2015-1-10 16:41
15N的定子做电机 用多少P 合适 怎么绕线 谢谢 能用在模型上吗
作者: 布拉格之春 时间: 2015-1-10 17:30
15N16P，存在和9N10P一样的不平衡径向拉力，故使用较少。
作者: 熊熊制模 时间: 2015-1-11 03:07
楼主辛苦了
作者: joylrwxl 时间: 2015-1-11 18:36
谢谢分享，学习了
作者: 太阳吧 时间: 2015-1-12 09:41
谢谢了 你懂得真多
作者: dukong 时间: 2015-1-13 13:19
好文，收藏一下。
作者: 600105 时间: 2015-1-14 16:49
请问楼主，图示3线输入，3线出，我们平时接的是入的3线吧，那出来的3线是短路在一起了吗？
作者: 布拉格之春 时间: 2015-1-14 21:07
入线即为头线，出线即为尾线，你说的是接法就是Y接，就3尾线短接，头线出线。头+尾出线就是角接。
作者: leolf 时间: 2015-1-15 18:14
这是电机里非常好的一帖 学习了
作者: leolf 时间: 2015-1-15 18:14
这是电机里非常好的一帖 学习了
作者: azbz_992 时间: 2015-1-16 09:14
楼主辛苦了
作者: 颠簸 时间: 2015-1-16 15:11
涨知识！
作者: Myth 时间: 2015-1-17 01:17
谢谢楼主。。涨知识了。。。。
作者: dkxlym 时间: 2015-1-25 20:07
谢谢楼主！功率=转速*扭矩，功率=电压*电流。
作者: tjcdq 时间: 2015-1-27 08:05
强大的技术贴，不能不顶
作者: 飞行巴斯 时间: 2015-1-27 14:05
学习了，绝对又长知识了
作者: 龍眼樹 时间: 2015-1-30 15:05
还是看不懂
楼主辛苦啦！！
作者: wen135 时间: 2015-2-2 09:32
布拉格之春 发表于 2015-1-10 17:30
15N16P，存在和9N10P一样的不平衡径向拉力，故使用较少。
好贴，学习了。
请教一下：“不平衡径向拉力”由什么决定，怎么判定？
作者: 布拉格之春 时间: 2015-2-2 18:39
简单说就是在瞬间，使电机旋转的力不是处在360°分配的，这会造成电机的震动和噪音。
作者: 小广西 时间: 2015-2-18 09:03
楼主辛苦了，留言收藏
作者: zhoujedi 时间: 2015-2-22 15:41
长知识了，不过还是没有看懂
作者: 划破净空 时间: 2015-2-24 10:51
感谢楼主，mark！
作者: jxjalibin 时间: 2015-2-25 10:07
学习了，好深的功底
作者: 爱折腾的年轻人 时间: 2015-2-25 20:17
厉害。完全看不懂
作者: 大花椒1991 时间: 2015-3-13 15:31
好贴，学习了。
作者: wienne 时间: 2015-3-13 17:40
学习了
作者: sdxgy 时间: 2015-3-13 18:44
学习了
作者: haimowang 时间: 2015-3-15 08:19
好文章。
作者: 275502958 时间: 2015-3-18 13:26
入魔姿势深似海啊！有点力不从心啊
作者: yyqop01 时间: 2015-3-18 14:13
好贴。请教楼主一个问题
拿直升机来说事吧，在所需一定桨转速的时候，
1：齿比不变的情况下，选用高压动力配低kv电机好，这个没问题吧？
2：电压不变的情况下，选用高kv配小电机齿，会不会更好？
作者: jinshao 时间: 2015-3-18 14:28
虽然看不太懂，为以后学习用
作者: 布拉格之春 时间: 2015-3-18 22:38
1：齿比不变的情况下，选用高压动力配低kv电机好，这个没问题吧？
这点没有问题，电机发热等于电机电流的平方*电阻，同功率下电压高自然电流更低。专业点讲，铜耗更小。
2：电压不变的情况下，选用高kv配小电机齿，会不会更好？
KV越高，转速越高，自然铁耗越高。从能飞的更省电的角度来看，自然是低KV配合大T数齿轮更节能。
作者: yyqop01 时间: 2015-3-19 13:09
感谢回答，但是还是有不懂。例如第二个问题如果我要求的是暴力3d，在想对较高的转速下向扭力提出要求，是不是应该高kv小齿比？因为电机外径定死了，低kv高齿比，扭力会顾不上吧？
作者: 布拉格之春 时间: 2015-3-19 21:48
开始说的是追求省电飞行，现在来说说暴力飞行。
暴力飞行的前提当然是扭矩和功率，大功率大扭矩才有更大的飞行潜力。而电机的功率在体积和重量一定的情况下与转速成正比，所以自然是电机转速越高电机的最大功率越大。
所以要暴力，那自然要提高电机的转速。
而齿轮T数决定减速比，要扭矩的话当然是减速比越大扭矩越大了。
所以，你的说法当然有合理的部分。
作者: longno1 时间: 2015-3-20 10:23
楼主，想问下为什么6N4P和6N8P，还有9N6P和9N12P等这些电机的槽极结构和在一起的饶法一样，但是极数不一样是不是由定子绕组决定的？定子绕组有什么讲究啊？还有实现无刷的电路怎么控制的啊？求浅解，给个方向
作者: 布拉格之春 时间: 2015-3-20 17:17
回答你这3个问题，可以写一本书，呵呵。
基槽配合有什么讲究，可以看我的另外一篇帖子，这里就不详解了。
作者: 复杂就是好玩 时间: 2015-3-21 08:12
顶，科普知识不错
作者: xiaoaidxg 时间: 2015-3-25 01:15
强贴帮顶，刚好有一个450L原厂电机烧了，如果想用单线，尽量不改变原参数要怎么搞，谢谢
作者: old_ox 时间: 2015-3-25 08:47
记号一下，长知识了。
作者: pigeon0411 时间: 2015-3-25 09:18
说的非常详细，感谢分享。
作者: 布拉格之春 时间: 2015-3-25 09:34
你先把原本数据弄出来，是几股几圈的，才能给你建议。
作者: xiaoaidxg 时间: 2015-3-25 09:54
原来烧的黑乎乎，好不容易才拆干净，按你的经验能给个建议不，就是480电机，6s1880kv那种
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