航模电动动力系统 (三) 无刷电机的结构和功率
无刷电机结构
无刷电机结构随着科技的进步，无刷电机的技术也在不断地发展。
无刷电机是一种无需佩戴安装开关的电机，它以具有高效率、抗磁化能力强、失速电流低的优点被广泛应用于工业自动化控制，通常用来做电力传动、机械传动、电缆传动和其它控制等。
无刷电机结构比较复杂，结构上分为内外两部分，外部由安装架和驱动电路构成，而内部则由电枢、分步电机和风扇组成。
电枢是无刷电机的核心部件，它由卷绕绝缘体的驱动线圈、发热片、绝缘座和施耐德集束线构成。
驱动线圈是无刷电机的核心，它由改装和加强型驱动线圈组成，其发热片用于控制线圈的温度，而绝缘座则可以有效地防止电枢夹紧座过度热，施耐德集束线可以有效地起到电流密度相等的作用。
分步电机也是无刷电机的核心部件，它可以实现精准转速控制，分步电机通常由驱动线圈、恒定负载发生器、电磁附件、驱动电路和电子控制模块等组成。
驱动线圈由改装和加强型驱动线圈组成，可以有效地提高电机的驱动效率。
恒定负载发生器可以保持电机转动，而电磁附件可以有效地防止电机空转。
驱动电路一般由具有过压、过流及短路保护功能的变压器和稳压电路组成，负责提供电源输出，而电子控制模块则可以实现电机的实时控制。
最后，无刷电机的结构还包括一个风扇，风扇可以有效地降低电机的温度以防止电机过热，使其能更长时间的工作。
此外，无刷电机的优势还有：1、安装简单，空间占用小；2、开关电抗小，结构更简单；3、效率高，发热小；4、周期性噪声小；5、输出功率大；6、容易停止；7、精度高，可控制转速；8、可靠性高，免维护。
综上所述，无刷电机的结构十分复杂，但是它的优点也是显而易见的。
具有高效率和可靠性，抗磁化能力强，失速电流低，可以提高工业自动化控制效率，成为目前应用最为广泛的电机之一。
无刷电机的内部结构
无刷电机的内部结构无刷电机是一种广泛应用于各个领域的电动机，它具有高效、低噪音、长寿命等优点。
在了解无刷电机的内部结构之前，我们先来了解一下无刷电机的工作原理。
无刷电机的工作原理是基于电磁感应和电磁力的相互作用。
它由转子和定子两部分组成。
定子部分包括定子线圈和磁铁，而转子部分包括转子线圈和电刷。
在无刷电机中，定子线圈通过外部电源供电，产生一个旋转磁场。
而转子线圈则是通过定子线圈产生的旋转磁场感应出电流，从而产生一个与定子磁场相互作用的磁场。
这个磁场会使得转子线圈产生一个电磁力，从而驱动转子旋转。
无刷电机的内部结构可以分为定子部分和转子部分。
定子部分是无刷电机的静止部分，包括定子线圈和磁铁。
定子线圈是由若干匝的导线绕制而成，通常呈现环状结构。
这些定子线圈通过外部电源供电，产生一个旋转磁场。
磁铁则是固定在定子上，通常使用永磁体来产生磁场。
转子部分是无刷电机的旋转部分，包括转子线圈和电刷。
转子线圈是由若干匝的导线绕制而成，通常呈现环状或齿状结构。
转子线圈通过定子磁场感应出电流，从而产生一个与定子磁场相互作用的磁场。
电刷则是固定在转子上，通过与转子线圈接触，将电流传输给转子线圈。
在无刷电机中，转子部分通过轴承与定子部分相连。
轴承可以减少转子与定子之间的摩擦，从而降低能量损耗和噪音。
同时，轴承还可以使转子能够自由旋转，提高无刷电机的效率和响应速度。
除了定子和转子，无刷电机的内部还包括传感器和控制器。
传感器可以感知转子的位置和速度，并将这些信息反馈给控制器。
控制器则根据传感器的反馈信号，控制定子线圈的电流，从而实现对无刷电机的控制和调节。
总结起来，无刷电机的内部结构由定子、转子、轴承、传感器和控制器等组成。
定子线圈和磁铁产生旋转磁场，转子线圈通过感应出的电流产生与定子磁场相互作用的磁场，从而驱动转子旋转。
轴承减少转子与定子之间的摩擦，传感器感知转子的位置和速度，控制器根据传感器的反馈信号对无刷电机进行控制和调节。
固定翼无人机技术-航空电机动力系统
定子组成
01
主磁极
02
换向极
03
04
机座
电刷装置
主磁极的作用是产 生气隙磁场。主磁 极由主磁极铁芯和 励磁绕组两部分组 成
换向极的作用是改善 换向，减小电机运行 时电刷与换向器之间 可能产生的换向火花 ，一般装在两个相邻 主磁极之间，由换向 极铁芯和换向极绕组 组成。
电机定子的外壳称为 机座。为保证机座具 有足够的机械强度和 良好的导磁性能，一 般为铸钢件或由钢板 焊接而成。
结构上，有刷电机的转子是线圈绕组，和动力输出轴相连，定子是永磁磁钢；无 刷电机的转子是永磁磁钢，连同外壳一起和输出轴相连，定子是绕组线圈，去掉了有 刷电机用来交替变换电磁场的换向电刷，故称之为无刷电机。
名称 直流有刷电动机 直流无刷电动机
定子 永磁磁铁
绕组
转子 绕组 永磁磁铁
换向电刷 有 无
直流无刷电动机型号
感 谢 聆听
电刷装置是用来引入 或引出直流电压和直 流电流的。电刷装置 由电刷、刷握、刷杆 和刷杆座等组成。
转子组成
01
02
03
04
电枢铁芯
电枢绕组
换向器
转轴
电枢铁芯是主磁路 的主要部分，同时 用以嵌放电枢绕组 。一般电枢铁芯采 用由0.5mm厚的硅钢 片冲制而成的冲片 叠压而成
电枢绕组的作用是产 生电磁转矩和感应电 动势，是直流电机进 行能量变换的关键部 件。它是由许多线圈 （以下称元件）按一 定规律连接而成。
航空电机动力系统
航空电机动力系统
15.1
航空电机动力系统组成
无刷电动机动力系统组成
空心杯有刷电动机动力系统组成
无刷电动机动力系统组成
无刷电动机动力系统主要由电池、无刷电动机、电子调速器（ESC，简称电调，如 图所示）、平衡充电器和传动系统组成。
无刷直流电机结构、类型和基本原理
无刷直流电机结构、类型和基本原理2009年10月14日无刷直流电动机一、概述直流电动机的主要优点是调速和启动特性好，堵转转矩大，被广泛应用于各种驱动装置和伺服系统中。
但是，直流电动机都有电刷和换向器，其间形成的滑动机械接触严重地影响了电动机的精度、性能和可靠性，所产生的火花会引起无线电干扰。
缩短电动机寿命，换向器电刷装置又使直流电动机结构复杂、噪声大、维护困难，长期以来人们都在寻求可以不用电刷和换向器装置的直流电动机。
随着电子技术的迅速发展，各种大功率电子器件的广泛采用，这种愿望已被逐步实现。
本章要介绍的无刷直流电动机利用电子开关线路和位置传感器来代替电刷和换向器，使这种电动机既具有直流电动机的特性。
又具有交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便等优点；它的转速不再受机械换向的限制，若采用高速轴承，还可以在高达每分钟几十万转的转要中运行。
元刷直流电动机用途非常广泛，可作为一般直流电动机、伺服电动机和力矩电动机等使用，尤其适用于高级电子设备、机器人、航空航天技术、数控装置、医疗化工等高新技术领域。
无刷直流电动机将电子线路与电机融为一体，把先进的电子技术应用于电机领域，这将促使电机技术更新、更快地发展。
二、无刷直流电动机的基本结构和类型(一)基本结构无刷直流电动机是一种自控变频的永磁同步电动机，就其基本组成结构而言．可以认为是由电动机本体、转子位置传感器和电子开关电路三部分组成的“电动机系统”。
其基本结构如图5一20所示。
电动机本体在结构上是一台普通的凸极式同步电动机．它包括主定子和主转子两部分，主定子上放置空间互差120。
的三相对称电枢绕组Ax、BY、cz，接成星形或三角形，主转子是用永久磁钢制成的一对磁极。
转子位置传感器也由定子、转子两部分组成。
定子安装在主电动机壳内，转子和主转子同轴旋转。
它的作用是把主转子的位置检测出来．变成电信号去控制电子开关电路，故也称转子位置检测器。
电子开关电路中的功率开关元件分别与主定子上各相绕组相连接．通过位置传感器输出的信号，控制三极管的导通和截止．从而使主定子上各相绕组中的电流也随着转子位置的改变，按一定的顺序进行切换，实现无接触式的换向。
无刷电机的工作原理
无刷电机的工作原理无刷电机，又称为直流无刷电机，是一种通过电子器件来实现转子定子同步的电机。
相比传统的有刷电机，无刷电机具有结构简单、寿命长、效率高等优点，因此在各种电动工具、家用电器、汽车、航空航天等领域得到了广泛的应用。
那么，无刷电机是如何工作的呢？本文将从无刷电机的结构、工作原理和应用领域等方面进行介绍。
无刷电机的结构。
无刷电机主要由定子和转子两部分组成。
定子上包含若干对电磁铁，每对电磁铁之间间隔120度，用来产生旋转磁场。
转子上包含多个永磁体，永磁体的极性交替排列，与定子的电磁铁相互作用。
在无刷电机中，定子上的电磁铁通常由电子器件来控制，以实现定子磁场的旋转，从而驱动转子转动。
无刷电机的工作原理。
无刷电机的工作原理主要是基于电磁感应和电子器件的控制。
当给定子的电磁铁通电时，产生一个旋转磁场。
转子上的永磁体受到定子磁场的作用，会产生转矩，从而驱动转子转动。
在转子转动的过程中，通过电子器件对定子的电磁铁进行控制，使得定子磁场的方向随着转子的转动而变化，从而实现了转子和定子的同步运动。
无刷电机的应用领域。
无刷电机由于其结构简单、寿命长、效率高等优点，在各种领域得到了广泛的应用。
在家用电器领域，无刷电机被广泛应用于吸尘器、洗衣机、空调等产品中。
在电动工具领域，无刷电机被广泛应用于电动螺丝刀、电动扳手、电动钻等产品中。
在汽车领域，无刷电机被广泛应用于电动汽车、混合动力汽车等产品中。
在航空航天领域，无刷电机被广泛应用于飞机、卫星等产品中。
总结。
无刷电机是一种通过电子器件来实现转子定子同步的电机，具有结构简单、寿命长、效率高等优点。
其工作原理是基于电磁感应和电子器件的控制，通过对定子的电磁铁进行控制，实现了转子和定子的同步运动。
无刷电机在家用电器、电动工具、汽车、航空航天等领域得到了广泛的应用，是现代工业中不可或缺的重要组成部分。
无刷直流电机的结构及工作原理
无刷直流电机的结构及工作原理无刷直流电机，这个名字听起来就有点科技范儿，没错，它就是那种让我们的生活更加智能的“小帮手”。
你知道吗？在这个快节奏的时代，谁还愿意跟那些笨重的刷子电机打交道呢？无刷电机一出，大家都爱不释手。
嘿，想想看，电动牙刷、无人机、甚至电动车，里面都有它的身影，简直是家家户户的“隐形英雄”。
那什么是无刷直流电机呢？它的名字就给了我们不少提示。
无刷，顾名思义，就是没有刷子。
刷子在电机里是干嘛的呢？它们负责导电，把电流传递到转子上去。
但这玩意儿可麻烦了，时间久了就容易磨损、发热，甚至还会产生噪音。
可无刷电机可不怕这个，干干净净，省心又省力。
就像那些不喜欢打扫卫生的人，简直就是一大福音。
再来看看它的结构。
简单来说，无刷直流电机主要由定子、转子和控制器三部分组成。
定子是静止的部分，转子是转动的部分，而控制器则是它们之间的桥梁。
定子上绕着电线圈，转子上则是永磁体，嘿，这磁力可厉害了，让转子在电流的作用下不停地旋转。
想象一下，转子就像个在舞池里旋转的小舞者，随着音乐的节拍嗨起来，真是个灵动的小家伙。
再聊聊它的工作原理。
无刷电机的工作就像是高科技的魔法。
通过控制器，电流被精确地送到定子上的线圈，这样就产生了旋转的磁场。
这个磁场就像是一个看不见的推手，把转子推得飞快。
没错，推手可得用得巧，控制器就像是个DJ，调配着电流的节奏，让电机转得又快又稳，毫不费力。
这时候，有些朋友可能会问，为什么要选无刷电机呢？嘿，这就得说说它的优势了。
效率高，能量损耗小，简直是节能环保的先锋。
噪音低，运行安静得就像小猫咪在打盹，不会打扰到你安静的生活。
维护简单，毕竟没有刷子，少了很多麻烦，保养起来轻松得很。
可以说，无刷直流电机真是现代科技的宠儿。
不过，咱也不能光说好话。
无刷电机虽然好，但它的控制器可得花点钱。
技术要求高，对电路设计和编程的知识都有点要求。
就像玩游戏，有时候得先升级装备，才能挑战更高级别的敌人。
不过，有些东西就是这样，越是高端，越要精细，这也是值得的，对吧？咱们也聊聊无刷电机的应用场景。
无刷直流电机的组成结构
无刷直流电机的组成结构
无刷直流电机是一种高效、低噪音、低维护成本的电机，广泛应用于各种领域。
它的组成结构主要包括转子、定子、电子换向器和传感器。
转子是无刷直流电机的旋转部分，通常由永磁体和轴承组成。
永磁体是一种具有恒定磁场的材料，可以产生旋转力矩。
轴承则用于支撑转子，减少摩擦和磨损。
定子是无刷直流电机的静止部分，通常由铁芯、线圈和端盖组成。
铁芯是一种具有高导磁性的材料，可以集中磁场，增强电机的输出功率。
线圈则是通过电流产生磁场，与永磁体相互作用，产生旋转力矩。
端盖则用于固定线圈和铁芯，保护电机内部零部件。
电子换向器是无刷直流电机的控制部分，通常由晶体管、电容器和电阻器组成。
它的主要作用是控制电流的方向和大小，使电机能够按照预定的速度和方向旋转。
电子换向器还可以通过PWM调制技术，实现电机的速度调节和节能控制。
传感器是无刷直流电机的反馈部分，通常由霍尔元件和磁铁组成。
它的主要作用是检测电机的转速和位置，将信号反馈给电子换向器，实现闭环控制。
传感器还可以通过编码器技术，实现电机的精确控制和位置反馈。
无刷直流电机的组成结构是一个复杂的系统，各个部分相互作用，
共同实现电机的高效、稳定和可靠运行。
在实际应用中，需要根据不同的需求和环境，选择合适的电机型号和参数，以达到最佳的性能和效果。
无刷直流电机的结构
无刷直流电机的结构无刷直流电机是一种形式高效、速度快、高性能的电机，它已经在各种应用中得到广泛的应用。
这种电机具有许多优点，如高效、低噪音、低振动、长寿命、高精度、高速度和高扭矩等。
本文将详细介绍无刷直流电机的结构。
一、电机的结构无刷直流电机主要由四部分组成：转子、定子、电子换相器和磁极。
它们各自承担着不同的任务，使电机能够正常运转。
1.转子转子通常是由一些磁体或永磁体组成。
当电流通过定子的线圈时，它们会产生一个磁干扰，使转子始终朝向电机的开口处旋转。
这种旋转使电机能够产生扭矩和功率。
2.定子定子是轴承转子的零件，它由一个或多个线圈组成。
当电流通过这些线圈时，它们会产生一个磁场，转子就会受到作用力而旋转。
定子的线圈数量和排列方式对电机的速度和扭矩产生很大的影响。
3.电子换相器电子换相器是一个用来控制电流方向和大小的设备。
它通过将交流电流转换为直流电流来驱动电机。
电子换相器还可以控制电机的速度和扭矩等参数，从而使电机能够满足不同的需求。
4.磁极磁极是电机中的一个重要部分。
它通常由永磁体或电磁铁制成，承担着产生磁场的任务。
磁极的数量和排列方式决定了电机的运行效果。
二、电机的工作原理无刷直流电机主要依靠磁场的吸引力和斥力来完成旋转。
当电流通过定子的线圈时，它们会产生一个磁场，将转子对应的磁极吸引到它面前，并将其推到下一个磁极。
这个过程持续进行，直到电机停止。
通过轮换磁极的方式，电机能够实现高效的旋转，并同时保证多种参数，如速度、扭矩和功率等方面的控制。
与传统的直流电机相比，无刷直流电机的结构更加简单和紧凑，具有更高的运行效率和LED控制方式等优点。
总之，无刷直流电机的结构在现代工业和民用领域中得到了广泛应用，具有固定的技术，广阔的市场前景和规模化的应用方向。
因此，我们应该在实际生产和使用中重视无刷直流电机的研究和推广，使得这种电机能够满足更多的需求。
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航模电动动力系统（三）无刷电机的结构和功率
这个系列的前两篇我们说了动力系统的前两个组成部分，电池和电调，今天我们来说电机，电机是动力系统的核心，是他实现了电能机械能转换的关键一步。
马头老师说大家都爱看图不爱看字，我于是就把手头的外转子2212拆开，拍了下面两张照片。
第一张图中左边的是转子，外壳内侧贴着的金属长条就是永磁体，托中国工业的腾飞的福，现在大家都鸟枪换炮了，永磁体都是高性能的稀土磁体。
转子的顶端是开好了的一圈散热孔，轴直接插在转子外壳上，由位于外壳顶端的两个内六角螺丝紧固，从第二张图上可以看到。
转子的右手就是拆下来的定子，上面绕着线圈，不同的KV用不同的绕法绕上去不同粗细和匝数的漆包线。
定子的中心是轴承，转子的轴插入轴承和定子相连，转轴在定子的低端被卡子卡住，实现了定子和转子的紧固。
电机基本上是不需要维护的，但是也有例外，就是轴承，如果长时间使用或者在灰尘非常重的恶劣环境使用后电机的噪音有可能突然变高，这个时候把电机拆开，往轴承里面滴一滴润滑油很可能就解决了问题。
第一张图的下方和第二章图转轴的顶部是桨保护器，严格的说这个不是电机的组件，但是这是个很了不起的发明。
前拉桨飞机炸机的时候受冲击的必然是机头的桨，如果桨和电机轴刚性相连的话炸机的时候螺旋桨就会把非常大的冲击力和冲击力矩毫无保留的传递给电机轴，结果很可能是轴弯了，一个几十块的电机很可能就断送在这几毛钱的轴上。
现在利用桨保护器和
橡皮圈，浆可以在电机轴上前后摆动，这样冲击力矩就可以被缓冲，炸机挂掉电机的概率就大大降低了。
这里有一个大家容易忽视，但是非常重要的细节。
所有的转动机件都要求转动轴过质心，保证动平衡，不然的话转动轴就会受到不平衡的侧向离心力。
这里的转动轴是电机轴心，安装在桨保护器上的螺旋桨的质心是桨保护器中心，如果电机轴和桨保护器轴不精确重合的话就会导致动不平衡，轻则增加摩擦降低电机效率和轴承寿命，重则增加射桨概率引发安全事故。
其实避免这个问题的方法很简单，就是在紧固桨保护器的时候两边的螺丝要对称拧，左两圈右两圈，千万别把左边的拧到拧不动再去拧右边的，这样的话桨保护器轴必然偏右。
电机好坏主要看转子的装配能不能实现质心和转轴精确重合，也就是动平衡，还有轴承的质量，以及永磁体的磁场强度和耐高温能力。
具我观察，给一般固定翼用的话即使最便宜的无刷电机也足够好了，空载转到几千转后电机的噪音几乎还是听不见，说明现在山寨小厂的装配技术也达标了。
和前面一样，技术指标上我们还是从动力系统最重要的功率说起，但是麻烦来了，现在国内的无刷电机基本上都不标额定功率，不知道是不敢标还是不会标，或者考虑到大家使用环境不一样，标了也没用。
厂家不提供功率，打个比方就是卖车的不标马力，怎么办？买车的只好去看车屁股后面的排气量了，排量不等于功率，但有一定相关性，同一系列的发动机，2.4L的基本要比1.6L的功率高。
当然你拿一个柴油发动机和汽油发动机比没有意义，就像你直接拿无刷和有刷比没有意义一样。
无刷电机的排气量是什么？体积。
这就是为啥汽车厂家总喜欢在车屁股后面标上1.6L，2.4L，而电机厂家喜欢标2208，2212的原因。
不是说体积大就一定功率大，但是电机体积和额定功率相关性最大，比如同是新西达无刷电机，2208电机，22毫米直径，8毫米高度，不管KV值是多少，额定功率都差别不会太大，你拿新西达的2217的电机出来，额定功率肯定比2208大。
流进电机的电能从两个途径转换成了其他能力，一部分克服电机转动的反向电动势做功，变成了我们需要的机械能。
另外一部分由于漆包线的内阻，P=I^2*R,变成了有害的热能耗散掉了。
电机的功率限制主要是由放热决定的，温度升高后导线内阻变大，电机效率变低，此外永磁体也是怕高温的，120度之后就会让普通永磁体受损，所以电机必须控制电流,于是功率受到了限制。
同样的绕法和匝数，电机体积大就能用更粗的铜线，内阻变小，同样电流下放热就小，或者说同样的放热可以达到更高电流，这样功率就能提高。
同一个电机，在通风散热良好的情况下跑200W没有问题，你把他闷到箱子里面100W就可以要了他的小命，如果你能够把电机浸泡到液氮里面，2208跑1KW也不是没可能，如果泡进液氦，导线超导了，那2208跑5KW也有可能。
所以大家做飞机的时候一定要考虑到电机散热，有时候一个巧妙的散热气流引导处理带来的性能提升比多花很多钱买更好电机带来的提升更大。