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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 2012-4-11 13:31 | 只看该作者
好像变形后求效率的峰值,在铜损=铁损时效率最大


你这句话可能会成为经典!看了之后有种茅塞顿开的感觉。

空载时,铁损占损耗主导;带上负荷了,电流大起来了,铜损就开始变大。
空载时,有输入功率,因为有电流,但是几乎没输出功率,全是损耗功率去了(如果不考虑摩擦做功的话,其实摩擦做功此时应该看成输出功率,但近似认为忽略)。因此空载时效率近0.
效率应该是在0-1之间变动的平滑曲线(抛物线),而且应该有且仅有一个峰值,既然起点是0,那效率数值必然随着曲线后移(就是增加负载)而增大。
因此,综上所述,随负荷慢慢增大,铁损增大较慢,与电流呈正比(意淫);铜损因电流增大而增大,但是与电流的平方呈正比(这是定论,非意淫);效率也在慢慢增大。
如前所述,效率曲线是抛物线,到了峰值就要往下掉了。
这时候意淫一下,显然到某个点,铜损得赶上铁损了,那刚好是铜损增大到与铁损相同时,效率达到最高?
这个很有意思,麻烦哪位高手明确下这个。

欢迎继续阅读楼主其他信息

82
 楼主| 发表于 2012-4-11 13:34 | 只看该作者
原帖由 cbr7650 于 2012-4-11 13:30 发表
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?

其他6个凉拌,呵呵。。。


其他6个其实不用办,因为已经没地方绕线了。这其实是LRK的优势之一,就是绕线方便,可能能够塞入更多圈的线,尤其是在尺寸比较小的电机上。但是也是缺 陷,因为绕线的层数太多,太厚了,有效导线长度其实短于实际导线长度。

[ 本帖最后由 modisc 于 2012-4-11 13:37 编辑 ]
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发表于 2012-4-11 13:41 | 只看该作者
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 ...
用矽钢片是必须的,因为一样是扮演定子角色,用正块铁筒,那真的是成电磁炉而不是电机了
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 楼主| 发表于 2012-4-11 13:41 | 只看该作者
首先引用一段Christian Lucas对LRK的一段描述:他便是LRK中的"L"
http://www.rcgroups.com/forums/s ... 487230&postcount=35


刚回复的一个有趣的观点,就这两天才发现的东西,很有意思:原文(帖子最后一楼):http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1556838&page=3译文:
非常有趣的发现绕组因数。杰克,我的灵感来自你找出LRK实际上有较高的绕组比dLRK因素。

对于所有定子有一个偶数齿(我们知道牙齿的数量是3的倍数),因此,换句话说,所有定子的齿数是6的倍数(例如,6N,12N,18N, 24N,...),它是所有可能做的线圈绕组每其他牙齿上,而不是传统上所有齿缠绕。
例如,在这个线程中,我实际上是张贴,12N8P 6Coil绕组行之有效。传统,12N8P电机作为ABCABCABCABC嗦,但ABCABC也是行之有效的,它是在这里显示(http://www.powerditto.de/bewicklungsrechner.html),他们实际上具有相同的绕组因数。
是为12N10P或12N14P dLRK,所有12个牙齿与线圈缠绕,而在LRK牙齿中,只有6嗦为ABCABC的。
令人惊讶的是,杰克发现,使用上述网站,LRK绕组的因素,甚至是比dLRK更高的。

然后,我测试的的18N定子绕组,和24N定子绕组。对于18N定子,绕组每一个其他的牙齿给同一绕组,绕组所有的牙齿。但是,为24N定子,类似的现象显示,其他牙齿绕组每产生较高的绕组绕组的所有牙齿比的因素!

这似乎为定子这是可能的风每齿(齿数是6的倍数,让我们说的这样一个定子齿的数量是“6吨的”T = 1,2,3,4 ...... ,磁铁的数量是x,其中x是相应的偶数),“3T的”N“X的”P计划清盘后,清盘所有其他的牙齿,但添加一个“ - ”之间的每两个“字母” ,蜿蜒的因素将是至少相同,甚至比绕组绕组计划“6吨的”N“X”体育齿高
我发现,定子的数目是12的倍数时,所有其他的牙齿绕组的绕组系数将高于清盘所有的牙齿。在其他情况下,蜿蜒的因素有两个相同的。

例如,24N22P的电机:
常规绕组方案是AaAabBbBCcCcaAaABbBbcCcC的,绕组系数为0.94947
绕组作为12N22P的计划,该网站的搜索会给你:AAbbCCaaBBcc,绕组系数为0.25(它吮吸)
然后更改清盘计划,通过添加一个“ - ”每个字母后,使其AAbbCCaaBBcc,蜿蜒的因素变为0.95766

它似乎是12N定子的LRK有有史以来最高的绕组因数:0.96593,杰克发现在该网站:http://www.powerditto.de/bewicklungsrechner.html











[ 本帖最后由 modisc 于 2012-6-16 13:31 编辑 ]

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IMG_0747.JPG
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发表于 2012-4-11 13:52 | 只看该作者
原帖由 modisc 于 2012-4-11 13:31 发表


你这句话可能会成为经典!看了之后有种茅塞顿开的感觉。

空载时,铁损占损耗主导;带上负荷了,电流大起来了,铜损就开始变大。
空载时,有输入功率,因为有电流,但是几乎没输出功率,全是损耗功率去了(如 ...
现在意识到也不迟,明确了铜损和铁损的计算方式,下来电机的效率就很容易求出了
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发表于 2012-4-11 14:02 | 只看该作者

这个绕法n年前就尝试了

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发表于 2012-4-11 19:18 | 只看该作者
原帖由 modisc 于 2012-4-11 13:31 发表
空载时,铁损占损耗主导;带上负荷了,电流大起来了,铜损就开始变大。
空载时,有输入功率,因为有电流,但是几乎没输出功率,全是损耗功率去了(如 ...


假设损耗里只有铜损和铁损,铜损功率=I*I*r,剩下的都是铁损。
用上面的公式就得到这张图。公式变形成 “效率=f(n)”的形式后,对n求导,也是相同结论

这图的电机参数是XXD 2208 1100kv

[ 本帖最后由 348826281 于 2012-4-11 19:20 编辑 ]
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发表于 2012-4-11 19:27 | 只看该作者
原帖由 keke899 于 2012-4-11 13:52 发表
现在意识到也不迟,明确了铜损和铁损的计算方式,下来电机的效率就很容易求出了


莫非老大用 I×I×r 计算铜损,用   空载铁损×(实际转速/空载转速)^1.3 计算铁损,由总损耗得到效率?和实测数据吻合的好吗?

[ 本帖最后由 348826281 于 2012-4-11 22:11 编辑 ]
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发表于 2012-4-11 19:35 | 只看该作者
我用功率分析计 +  简易测功机 测输出扭力和转速,结果是吻合得很好的
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 楼主| 发表于 2012-4-11 20:18 | 只看该作者
原帖由 keke899 于 2012-4-11 14:02 发表
1005400


LRK是比较古老的绕法了,现在基本上被dLRK取代。不过有些老外还真是钟情于这个LRK,这个老人家72岁玩航模,呵呵。
这个LRK的winding factor我还是前几天才知道,主要之前不知道怎么用那个绕线图网页的高级模式,可以手动输入绕线公式的。据这个老外说,两个相同电机,分别用LRK和dLRK绕,Kv相同,LRK的扭矩要大一些。。。估计还是这个winding factor.
91
发表于 2012-4-11 21:02 | 只看该作者
你怎么那么多电机
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 楼主| 发表于 2012-4-13 00:52 | 只看该作者
更新一个刚绕的4120 Pulso电机。特别感谢“1987”将此电机便宜转让给我,半卖半送了,很诚信一哥们。
电机绕线使用0.64mm,180度高温线。4股,16-T(每齿槽间隙,每齿槽上8圈),Kv510,20V空载电流1.45A。这个数字和Pulso,Cobra或AXI的4120系列的Kv值有点区别,大约相当于上述牌子电机的4120-18T 的Kv值。这可能是由绕线方法不同导致的。空载电流与上述牌子非常相近。Kv值比较接近双天5050 -8T 535Kv(双天5050的定子也是4120,每齿槽间隙内16T),但双天的空载电流高很多,为2.0A @10V (http://item.taobao.com/item.htm?id=13592293390),我重新绕的是1.2A@ 10V,这可能是因为双天这款使用的是0.33mm的矽钢片所导致的。

绕线方法采用的是“单齿槽单方向绕线方法”:http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1614226,对圈数的计算是绝对准确的。

初步测试:带两个劲旋风12X7组装的4叶木浆,3S下(大概11.8V)电流约19A。拉力没工具测试,拿在手上玩呢。估计6S下电流约60A。参考其他牌子电机耐受电流的数据,这个4股0.64mm的线,在通风良好的情况下,应该差不多能耐受短期90-100A电流。
更新:6S下已测试,电流59-60A。因为是拿在手上感觉的,只是感觉拉力有点大,没具体数字。

本想绕到能够在6S下约90A的电流,即6S下使用。可惜Kv值比预期低了一点。估计要14-T或13-T。再次感谢“1987”在我没付款之前,提前发了个Cobra4120给我,和Pulso等级差不多,稍高一点。

绕线前的计算:
1,拆掉电机之前,最好先查清楚这个电机本身的Kv,和绕线圈数。比如Kv1000,10-T。(以后凡是提到圈数,都默认是每个齿槽间隙中的T数)。
2,通过查 询和你电机相近的品牌电机的螺旋桨测试数据(比如天蝎星http://www.scorpionsystem.com/files/i1,271_data_chart.htm,Cobra电机http://innov8tivedesigns.com/Cobra/Cobra_4120-12_Specs.htm,都有比较详细的螺旋桨测试数据),决定你预期达到的Kv。或者你已经知道你需要多大Kv。也可能你只希望在某个电压下获得最大功率,比如你的电调是6S 100A的,你希望你的电机在6S下带某个尺寸的螺旋桨,电流在80A左右(高压电调太贵),此时输入功率约1800瓦:那么你也可以通过参考与你电机尺寸相近的品牌电机的测试数据,找到6S下,达到1800瓦输入功率的螺旋桨。品牌电机某尺寸的电机,一般有多种Kv选择。因此你应该把同尺寸不同Kv的数据都看一看,找到一个效率最高的螺旋桨。
3,幸运的话,此时你已经大概知道你要绕到多少Kv,比如Kv500。那么你要绕的圈数就是1000 X 10 / 500 = 20。(但是这里要注意一点,有些品牌电机的绕线方法,会把从一个齿槽跳跃至另一个齿槽的线藏在这两个齿槽之间的齿槽中(crossing over turns),这样他所标记的圈数是不准确的,大概会和实际圈数相差个2圈上下。比如蝎子HK4035 800Kv,说是6T,其实可能接近8T。
4,选线。虽然单股粗线最佳,但是要找到合适的尺寸的线,绕某个数量的圈数,又要尽量满足高槽满率,很难。建议可以使用稍微粗一点的细线。我个人都是使用0.64mm的线,相对那些蝎子啊,pulso啊,cobra啊大多数电机用的0.25mm,或0.29mm,或0.33mm的线要粗很多了,可以达到很高的槽满率,接近理想的单股粗线的槽满率,或通常能超过原厂绕线的至少20%以上。
此时假设我要用0.64mm的线,把电机绕到Kv500,通过上述计算,每齿槽间隙中要有20圈。那么首先应明确你的电机定子的一个齿槽间隙里最多能塞下多少根0.64的线。比如我的4120的定子每个齿槽间隙中最多大约塞入80根0.64mm的线,但实际绕起来,因为绕的不会那么整齐,最多塞66根以内。已知每个齿槽间隙中要20T,因此我们可以用3股0.64mm的线去绕。如果你觉得Kv波动一点点没关系,关键要达到可能的最佳槽满率,你也可以考虑用3股0.64mm的线去绕22T。这个时候就是简单的数学问题了。我个人一般喜欢以力求最大槽满率为前提。
5,接下来就是绕线了,具体方法请参考前面楼层,已有图片和文字叙述。

[ 本帖最后由 modisc 于 2012-4-15 11:07 编辑 ]

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按需加热到200度-300度以上

按需加热到200度-300度以上

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开小火,别让火苗搞到定子上去,否则得变色了,虽然对定子无影响

开小火,别让火苗搞到定子上去,否则得变色了,虽然对定子无影响

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顺利的话搞定的定子是很不错的,看不出什么的。

顺利的话搞定的定子是很不错的,看不出什么的。

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单齿槽单方向绕线,定子底部已按dLRK连接好各导线。

单齿槽单方向绕线,定子底部已按dLRK连接好各导线。

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环氧树脂固定线圈。最好用耐高温的,我这个胶弄多了,应该少弄点。如果有透明的更美观一些。

环氧树脂固定线圈。最好用耐高温的,我这个胶弄多了,应该少弄点。如果有透明的更美观一些。

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IMG_0688.JPG
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发表于 2012-4-13 08:17 | 只看该作者
底座怎么变色了,氧化过了?
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 楼主| 发表于 2012-4-13 09:31 | 只看该作者
原帖由 1987 于 2012-4-13 08:17 发表
底座怎么变色了,氧化过了?


是的。这个定子好难取下来,我开始加热到250度,底座变成墨绿色,去不下来。后来由加热一次,到300度,就变金黄色了。。。呵呵。之后就很顺利取下来定子
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发表于 2012-4-13 09:37 | 只看该作者
真棒,谢谢分享:em05: :em05: :em05:
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发表于 2012-4-13 12:04 | 只看该作者
满好看的
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发表于 2012-4-13 15:54 | 只看该作者
原帖由 modisc 于 2012-4-6 21:16 发表
关于用单根线还是多股线好,简单来说,理想中的绕线是:单根单层线圈,满足最大铜充盈率。也就是说,理想中的单线的直径是定子两齿槽内侧间距的1/2。

单根线绕线的优缺点:
铜充盈率可达最大(若线径合适)
表面 ...

:em26: 有道理,前阵子有一关于单线与多线的讨论帖   http://bbs.5imx.com/forum.php?mod=viewthread&tid=517236&extra=page%3D36&page=1
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 楼主| 发表于 2012-4-13 16:48 | 只看该作者
原帖由 心在中天 于 2012-4-13 15:54 发表

:em26: 有道理,前阵子有一关于单线与多线的讨论帖   http://bbs.5imx.com/forum.php?mod=viewthread&tid=517236&extra=page%3D36&page=1


绕线的原则之一就是:可能的话,尽量选粗线。呵呵。
厂家用多股,主要原因是为了方便,一方面是绕线难度不大,另一方面是通过改变每股根数、圈数而保持槽满率,绕出多种Kv,只需要准备几种尺寸的细线就行了。

我选0.64mm也是经过几次尝试,首先线径大于等于1.0mm,那就很难把线拉直了,用力过猛可能会损伤定子绝缘层。需要工具辅助把线搞平。0.8mm的线其实很理想,又不是很硬,有有那么粗,槽满率可以绕到与单粗线相近。可惜我买不到高温的0.8mm的线。。。悲剧。于是我现在都是用0.64mm的线,QZY-2-180,实际耐温还是很不错的,之前拆一个我用这个线绕过的电机,加热到300度以上,线本身看起来没咋反应。0.64mm绕的号的话,槽满率还是很高的。

以下是一些Powercroco的单粗美图
总而言之,有条件有能力者,最求终极目标的人,应该用单根粗线去绕,用细线是不得已而为之。

[ 本帖最后由 modisc 于 2012-4-13 17:04 编辑 ]

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104_1098.jpg
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发表于 2012-4-13 17:58 | 只看该作者
细线槽满率不会比单线的差,除非你用到了漆皮较厚的线材 ,单线好处是确实要比细线整齐,因此除了槽满率外,它的使用长度可以比多线短,这是造成性能更优的原因。但没有绝对,这要看绕线者的功力跟线材的选择了
100
发表于 2012-4-13 21:42 | 只看该作者
这是一个实用技术的好帖子,谢谢楼主,先收藏了,我有一个原装的亚拓450XL电机烧了线圈,觉得做工很精细丢了可惜,但又不会修,楼主要是能帮忙修理就好了,会适当给些报酬的。
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