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自制电机的基本常识 (连载)

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楼主
发表于 2013-7-16 18:20 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式


下面介绍下如何自制3相电机,在进入主题我先讲些基本的理论知识,不会太偏理论,只想让你更好明白一些制作工艺。首先先来看看不经常用的有刷马达


有刷电机

以下是有刷马达结构的剖面图
   
      












转动部份是由不吸磁物质做成,看起来风火轮一样。转子齿间是绕线的来改变磁极方向。所有绕线连接到交换器上与两个电刷连接,这样电就可以从电池导通到马达中。随着转子转动,电刷将电流从不同方赂导到绕线上,来改变磁场使转子转动。
无刷电机的操作原理很简单,我们再进一步看看。如何去控制马达的转速呢?大家应该都知道要想马达转快些,增大电流就行。但如果电压是恒定的情况,如何使马达停止加速?如果你人为去转动马达这时候马达如果发电机一样,会产生电充。当你连上电池时,电流过马达使转子转动,随着马达转速增高,产生的电流也一样(也可以称为反电动势),这产生的电流与电池进来的电流相抵冲,从而使马达增速停止在某一个点。
马达的扭力与马达的绕线的圈数及通过绕线的电流成正比,所以马达转加速时,反电动势所产生的电流会阻止电池电流通过马达。随着通过马达的电流降低,马达扭力也会下降,所以最终电池电流与反电动电流会达成一个平衡点,也就是马达产生的扭力无法克服磨擦力与其它耗损使马达不再加速。

无刷电机

所谓无刷简单来说就是没有电刷。如果我们要将上述的有刷的原理搬到无刷上,哪么我们就要去掉外围的磁钢,而且要换一个铁的转子。先将磁钢换到里面固定到转动轴上。外转转子连接到控制器上,不断进行开关绕线磁场而形成一个转动的磁场,磁场与磁钢相互吸引与排斥使其转动,最大转速RPM的控制与有刷一样,是不是觉得很简单呢?
对无刷来说,电流从一定程度上与转速是没有关系,不像无刷一样要达到一定的转速必须提供足够的电流。电流大了,耗损也大。电流太小有刷马达是无法维持在既定的转速(反电动势电流高于电池电流),转子与磁钢的磁极变乱马达就停下来了。
电调可以通过两个方法进行控制-----1.比如将带桨的速度控制在5000RPM,电流在某个点上。如果螺距增大(比如直升机主桨),调速器会拉更大电流保持转速。调速器会感应电动的波形然后调整马达在即定转速下电流。2. 其实也就是反过来。调速器导入一定电流到马达上然后感应反电动势看看马达的转速。

(待续)。。回家吃饭先。。。打字累啊。。。






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沙发
发表于 2013-7-16 19:33 | 只看该作者
图挂了
3
 楼主| 发表于 2013-7-16 22:28 | 只看该作者
不好意思不知道图怎么弄了,就上附件了

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Photo1.jpg

Photo2.jpg (30.43 KB, 下载次数: 25)

Photo2.jpg

Open stock SRG2 Quotation Art-tect(06-18.xls

40.5 KB, 下载次数: 7

4
 楼主| 发表于 2013-7-16 22:28 | 只看该作者
还有一张

motor_x_section-a.jpg (33.8 KB, 下载次数: 29)

motor_x_section-a.jpg
5
 楼主| 发表于 2013-7-16 23:32 | 只看该作者
内转PK外转

以上说的是内转的情况。外转就是将磁钢移到磁钢上面,定在里面。也就是无刷的结构前面有说过。到底外转与内转都有什么优势呢?为什么要做两种呢?一个主要的原因是如果设计好的话外转的转矩要大很多,在使用大桨的情况不齿轮箱驱动(直驱)(跟长冲程的IC马达一样扭力大)
但也并不是直驱的就好。直径越小的马达,马达扭力越小。小的20mmCD ROM转子马达基本上连5英寸的桨都搞不动。当然了做大了也可以但效率很差,大量的电都变成热量了,而且热量高了对磁钢磁性也不发了,最终马达是挂定了。所以小的马达都会用齿轮传动,效率有些能达到90%

如果你决定做24mm CD ROM定子马达,大桨9-10寸也能用,但总的效率会降低到50%(最高),但会比有刷的重量省掉不少,而且用齿轮驱动的话起动电流也降低不少。电流低,电池大50%的效率也还可以。如果能提高效率哪么飞行时间也会上去。

定子及其类型
在找马达定子时,你会发现定子的尺寸不一而且磁极也不一定。磁极也就是定子齿数(能绕线的齿),为了能与市面上的电调兼容你选择的定子齿数必须是3的倍数如3,6,9,12等
当然也有高手选择其它的齿数,但我觉得这个不是我们追求的方向,我们要的是费用低性能好。到底磁极对于马达有什么样的影响呢?

对于既定直径的定子,每个齿数的定都有可能性能不一样,关键要看马达的设计。由于CDROM马达可直接用来装到飞机上,直接从坏的家电中拆下来用。

定子厚度
有刷中我说到铁芯其实中很多铁片叠在一起的,当然了他们之间是绝缘的,这样做的目的是减小涡流损,暂时不用管这一概念。

铁芯的厚度越大哪么磁钢的长度就越长,磁钢越长马达最后的力扭也大当然了这长度也是有限的。哪么到低多长能达到最好性能呢?24mmCDROM马达相当于12mm铁芯。但要注意定子越长,马达的平衡就成了问题。所以马达越长,越讲究工艺。事实上,市面上的磁钢的长度一定程度也决定你做到多长。个人定作太浪费了

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6
发表于 2013-7-22 21:55 | 只看该作者
学习
下面介绍下如何自制3相电机!
7
发表于 2013-7-23 12:16 | 只看该作者
受益中/。
8
 楼主| 发表于 2013-7-23 15:19 | 只看该作者
LSP5454 发表于 2013-7-22 21:55
学习
下面介绍下如何自制3相电机!

有空把资料整理好,再发到群里。最近有点忙。
9
发表于 2013-7-24 10:30 | 只看该作者
Mark 一个
10
发表于 2013-7-24 11:31 | 只看该作者
顶你
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