航模電動動力系統(tǒng)(三)無刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)和功率

1、航模電動動力系統(tǒng)（三）無刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)和功率這個系列的前兩篇我們說了動力系統(tǒng)的前兩個組成部分，電池和電調(diào)，今天我們來說電機(jī), 電機(jī)是動力系統(tǒng)的核心，是他實(shí)現(xiàn)了電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵一步。馬頭老師說大家都愛看圖不愛看字，我于是就把手頭的外轉(zhuǎn)子2212拆開，拍了下面兩張照片。第一張圖中左邊的是轉(zhuǎn)子，外殼內(nèi)側(cè)貼著的金屬長條就是永磁體，托中國工業(yè)的騰飛的福， 現(xiàn)在大家都鳥槍換炮了，永磁體都是高性能的稀土磁體。轉(zhuǎn)子的頂端是開好了的一圈散熱 孔，軸直接插在轉(zhuǎn)子外殼上，由位于外殼頂端的兩個內(nèi)六角螺絲緊固，從第二張圖上可以 看到。轉(zhuǎn)子的右手就是拆下來的定子，上面繞著線圈，不同的KV用不同的繞法繞上去不同粗細(xì)和匝數(shù)

2、的漆包線。定子的中心是軸承，轉(zhuǎn)子的軸插入軸承和定子相連，轉(zhuǎn)軸在定子的 低端被卡子卡住，實(shí)現(xiàn)了定子和轉(zhuǎn)子的緊固。電機(jī)基本上是不需要維護(hù)的，但是也有例外， 就是軸承，如果長時間使用或者在灰塵非常重的惡劣環(huán)境使用后電機(jī)的噪音有可能突然變 高，這個時候把電機(jī)拆開，往軸承里面滴一滴潤滑油很可能就解決了問題。第一張圖的下 方和第二章圖轉(zhuǎn)軸的頂部是槳保護(hù)器，嚴(yán)格的說這個不是電機(jī)的組件，但是這是個很了不 起的發(fā)明。 前拉槳飛機(jī)炸機(jī)的時候受沖擊的必然是機(jī)頭的槳，如果槳和電機(jī)軸剛性相連的 話炸機(jī)的時候螺旋槳就會把非常大的沖擊力和沖擊力矩毫無保留的傳遞給電機(jī)軸，結(jié)果很 可能是軸彎了，一個幾十塊的電機(jī)很可能就斷送在這

3、幾毛錢的軸上。現(xiàn)在利用槳保護(hù)器和 橡皮圈，漿可以在電機(jī)軸上前后擺動，這樣沖擊力矩就可以被緩沖，炸機(jī)掛掉電機(jī)的概率 就大大降低了。 這里有一個大家容易忽視，但是非常重要的細(xì)節(jié)。所有的轉(zhuǎn)動機(jī)件都要求 轉(zhuǎn)動軸過質(zhì)心，保證動平衡，不然的話轉(zhuǎn)動軸就會受到不平衡的側(cè)向離心力。這里的轉(zhuǎn)動 軸是電機(jī)軸心，安裝在槳保護(hù)器上的螺旋槳的質(zhì)心是槳保護(hù)器中心，如果電機(jī)軸和槳保護(hù) 器軸不精確重合的話就會導(dǎo)致動不平衡，輕則增加摩擦降低電機(jī)效率和軸承壽命，重則增 加射槳概率引發(fā)安全事故。其實(shí)避免這個問題的方法很簡單，就是在緊固槳保護(hù)器的時候 兩邊的螺絲要對稱擰，左兩圈右兩圈，千萬別把左邊的擰到擰不動再去擰右邊的，這樣的 話槳

4、保護(hù)器軸必然偏右。電機(jī)好壞主要看轉(zhuǎn)子的裝配能不能實(shí)現(xiàn)質(zhì)心和轉(zhuǎn)軸精確重合，也就是動平衡，還有軸承的 質(zhì)量，以及永磁體的磁場強(qiáng)度和耐高溫能力。具我觀察，給一般固定翼用的話即使最便宜 的無刷電機(jī)也足夠好了，空載轉(zhuǎn)到幾千轉(zhuǎn)后電機(jī)的噪音幾乎還是聽不見，說明現(xiàn)在山寨小 廠的裝配技術(shù)也達(dá)標(biāo)了。和前面一樣，技術(shù)指標(biāo)上我們還是從動力系統(tǒng)最重要的功率說起，但是麻煩來了，現(xiàn)在國 內(nèi)的無刷電機(jī)基本上都不標(biāo)額定功率，不知道是不敢標(biāo)還是不會標(biāo)，或者考慮到大家使用 環(huán)境不一樣， 標(biāo)了也沒用。 廠家不提供功率， 打個比方就是賣車的不標(biāo)馬力， 怎么辦？ 買 車的只好去看車屁股后面的排氣量了，排量不等于功率，但有一定相關(guān)性，同一

5、系列的發(fā)動機(jī)，2.4L的基本要比1.6L的功率高。當(dāng)然你拿一個柴油發(fā)動機(jī)和汽油發(fā)動機(jī)比沒有意義， 就像你直接拿無刷和有刷比沒有意義一樣。無刷電機(jī)的排氣量是什么？體積。這就是為啥汽車廠家總喜歡在車屁股后面標(biāo)上 1.6L ， 2.4L ，而電機(jī)廠家喜歡標(biāo) 2208， 2212 的原因。 不 是說體積大就一定功率大， 但是電機(jī)體積和額定功率相關(guān)性最大，比如同是新西達(dá)無刷電 機(jī)，2208電機(jī)，22毫米直徑，8毫米高度，不管 KV值是多少，額定功率都差別不會太大， 你拿新西達(dá)的 2217 的電機(jī)出來，額定功率肯定比 2208 大。 流進(jìn)電機(jī)的電能從兩個途徑轉(zhuǎn) 換成了其他能力，一部分克服電機(jī)轉(zhuǎn)動的反向電動勢做功，變成了我們需要的機(jī)械能。另 外一部分由于漆包線的內(nèi)阻，P=IA2*R,變成了有害的熱能耗散掉了。電機(jī)的功率限制主要是由放熱決定的，溫度升高后導(dǎo)線內(nèi)阻變大，電機(jī)效率變低，此外永磁體也是怕高溫的，120 度之后就會讓普通永磁體受損， 所以電機(jī)必須控制電流 , 于是功率受到了限制。 同樣的 繞法和匝數(shù)，電機(jī)體積大就能用更粗的銅線，內(nèi)阻變小，同樣電流下放熱就小，或者說同 樣的放熱可以達(dá)到更高電流，這樣功率就能提高。同一個電機(jī)，在通風(fēng)散熱良好的情況下跑200W沒有問題，你把他悶到箱子里面100W就可以要了他的小命，如果你能夠把電機(jī)浸泡到液氮里面，2208跑1KW也不是沒