CA相通电
CB相通电
要说明一下的是,由于每根引出线同时接入两个绕组,所以电流是分两路走的。这里为使问题尽量简单化,下面几个图中只画出了主要一路的电流方向,还有一路电流未画出,另一路电流的具体情况放在后面进行分析,涉及到电路检测换相位置。
无刷电机中的专业名词
额定电压:也就是无刷电机适合的工作电压,其实无刷电机适合的工作电压非常广,额定电压是指定了负载条件而得出的情况。例如说,2212-850KV电机指定了1045螺旋桨的负载,其额定工作电压就是11V。如果减小负载,例如带7040螺旋桨,那这个电机完全可以工作在22V电压下。但是这个工作电压也不是无限上升的,主要受制于电子控制器支持的最高频率。所以说,额定工作是由工作环境决定的。
KV值:有刷直流电机是根据额定工作电压来标注额定转速的,无刷电机引入了KV值的概念,而让用户可以直观的知道无刷电机在具体的工作电压下的具体转速。实际转速=KV值*工作电压,这就是KV的实际意义,就是在1V工作电压下每分钟的转速。无刷直流电机的转速与电压呈正比关系,电机的转速会随着电压上升而线性上升。例如,2212-850KV电机在10V电压下的转速就是:850*10=8500RPM(RPM,每分钟转速)。
转矩:(力矩、扭矩)电机中转子产生的可以用来带动机械负载的驱动力矩,我们可以理解电机的力量。
转速:电机每分钟的转速,一般用RPM表示。
最大电流:电机能够承受并安全工作的最大电流
最大功率:电机能够承受并安全工作的最大功率 功率=电压*电流
无刷电机功率和效率
我们可以简单的理解为电机输出功率=转速*扭矩,在同等的功率下,转矩和转速是一个此消彼长的关系,即同一个电机的转速越高,必定其转矩越低,相反也依然。不可能要求个电机的转速也更高,转矩也更高,这个规律通用于所有电机。例如:2212-850KV电机,在11V的情况下可以带动1045桨,如果将电压上升一倍,其转速也提高一倍,如果此时负载仍然是1045桨,那该电机将很快因为电流和温度的急剧上升而烧毁。
每个电机都有自己的力量上限,最大功率就是这个上限,如果工作情况超过了这个最大功率,就会导致电机高温烧毁。当然,这个最大功率也是指定了工作电压情况下得出的,如果是在更高的工作电压下,合理的最大功率也将提高。这是因为:Q=I2R,导体的发热与电流的平方是正比关系,在更高的电压下,如果是同样的功率,电流将下降导致发热减少,使得最大功率增加。这也解释了为什么在专业的航拍飞行器上,大量使用22.2V甚至30V电池来驱动多轴飞行器,高压下的无刷电机,电流小、发热小、效率更高。
经常有人问:2208 1000KV和2216 1000KV有什么不同,都是1000KV,不是都一样吗?呵呵,差别可大了。
在电机直径、KV值都一样的情况下,电机更高的电机自然功率越大,功率越大的电机自然能够带动的负载越大。好比一个男人100斤,一个男人160斤,你让他们去背一袋50斤的大米,100斤的男人虽然说稍稍有点吃力但也能背,160斤的男人觉得是小菜。但,如果是让他们背两袋米呢?160斤的男人咬咬牙也背起来了,100斤的男人恐怕腰都直不起来,这就是他们的差异。对于电机来说,工作越轻松,效率越高,利用前面的理论就是,铁耗也低铜耗也低。
记住这个公式(划重点):扭矩与电流的平方成正比
随着电机工作的越来越累,它的效率会迅速的降低。所以说选择多轴电机,必须选择合适功率电机以及与他搭配的螺旋桨,让电机工作在相对轻松的状态,一般来说悬停时工作功率是最大功率的30-45%之间比较好。不可小牛拉大车,也不能大牛拉小车。
无刷电机电压与效率的关系
先上两个公式:
1、功率=电压*电流
2、发热量=电流的平方*电阻
由公式得出两个结论:在同功率下,电压越高电流越小,并推出:在同功率下,电压越高发热量越小。最后得出结论:同一个飞行器,使用的电压越高,电流越小并且发热越少,效率越高。
现在知道为什么高压电线要上100KV甚至220KV、550KV(这个KV是千伏)的高电压了吧。
当然,飞行器是需要电池进行驱动的,准确的说是锂电池,锂电池的片数自然取决于电池的大小,越大的电池自然能做的越高电压。所以在电压这方面,其实我们能做的并不多,因为市场上的电池很多都是系列化的,比如说450这样的机型,你可以去找450直升机的6S电池,但是价格很高,而且需要的电调价格也要高一些。所以在电压这方面我们应该做的就是:尽量避免大机型用低压电池,那样会造成工作电流相对高一些,从而铜耗较大。同时,也要避免小型飞机用高压电池,那样电池的重量太大。
关于无刷电机的磁极对数
磁场的旋转速度又称同步转速,它与三相电流的频率和磁极对数p有关。若定子绕组,在任一时刻合成的磁场只有一对磁极(磁极对数p=1),即只有两个磁极,对只有一对磁极的旋转磁场而言,三相电流变化一周,合成磁场也随之旋转一周,如果是50hz的交流电,旋转磁场的同步转速就是50转/秒或3000转/分,在工程技术中,常用转/分(r/min)来表示转速。如果定子绕组合成的磁场有两对磁极(磁极对数p=2),即有四个磁极,可以证明,电流变化一个周期,合成磁场在空间旋转180度,由此可以推广得出:p对磁极旋转磁场每分钟的同步转速为n=60f/p。
当磁极对数一定时,如果改变交流电的频率,则可改变旋转磁场的同步转速,这就是变频调速的基本原理。由于电机的磁极是成对出现的,所以也常用极对数表示。
关于无刷电机的磁铁