个人版电动机法则[编译：TAMIYA-J/HIKARU]

12-11-27 15:45| 发布者: admin| 查看: 6157| 评论: 6|原作者: admin

Hikaru：爱小车同志在Rc Fans上向大家提出了由Robotronics的Pro Master引出的马达性能问题。讨论得很热闹，看来大家都开始逐本溯源地对马达的本质开始了研究。正好Tamiya-J同志翻译了RCT的[个人版电动机法则]一共14条，相信对每一个玩EP的人都有助益和启发的。请大家热烈讨论啦~~
同时，感谢Tamiya-J同志的辛勤劳动换来了宝贵成果。

原文如下：
＜个人版电动机法则＞（也不就是这样…）
法则1：电动机的力矩是与一定时间内通过的电流与电压的乘积成比例、并在启动时(未转动时)取得最大值。
(根据这个，通常因为电压一定，所以只和电流量成比例)

法则2：要增大电流，可以通过加粗线圈减少电阻、或减少线圈数(线圈的总长度)。或者，增加负荷。

法则3：线圈线加粗了就不要增加线圈数(不减少的话转子里收不进去)，相反线圈线改细而不增加线圈数的话，纯粹提高转速会使力矩减小而无法使用，因此请注意。

法则4：一般来说，线圈数越少、转子的电阻越低，导致电流变大、转速提高。

法则5：一般来说，线圈数越少力矩越小，话虽这么说，说到底这是对于做完全相同线径而线圈数不同的转子而言。现实中，因为是低线圈数配合大线径，这样转子的内部阻抗减小，使更多的电流通过，所以力矩、转速都提高，这是常识了。还有，电机的输出和磁铁的磁性有很大的关系，近年来和线圈数的多少相比，磁铁的磁强、转子中的线径(转子内阻)等也是需要注意的。
(特别是TAMIYA的电机，需要注意的是磁铁强度、转子长短因各个型号不同多种多样。)

法则6：相同的线圈数的话，依一重、二重、三重、四重、五重、六重的顺序，线径变细，线圈的密度增高。
(*所谓的多重线圈，就是同时用多根线绕成。Double=二重，也就是用2根线同时在转子的芯上绕成。一般而言，虽然是同样的线圈数多重绕线的电感(浅显的说就是线圈的反抗)增加、因此冲击减少，会有柔和的感觉。相反，多数情况下耗电量减少。转子说到底就是线圈，在切换极性时，会包含交流成分。与直流电的“直流阻抗”不同，会有另一种形式的阻抗。详细请参考高频电路的教科书。我是门外汉，只能说明到这里了。)

法则7：总的来说一定程度上多重绕线的话，容易做出动平衡良好、旋转平稳的转子。
(但是一般只做到四重“Quart”绕线，再往下就是看各位的兴趣了)

法则8：进角不象线圈数那样对耗电量、输出有影响。
(如果改变进角而导致耗电量急剧恶化，那是齿数比的责任。通过改变进角可以使空载转速大幅改变，但作为电机基本特性的力矩、输出等不会意外改变。)

法则9：相同的转子，磁铁的磁力强的话，转速、力矩都会提高。

法则10：磁力大小和相距距离的平方成比例，因此即使使用相同的磁铁，和转子间的距离(所谓的air gap)不同的话、力矩和效率就会变动。
(一般的，虽说air gap小可以使电动机达到高性能，但如果过窄的话，芯子和磁铁可能会发生摩擦。作为对策，2001年的时候开始，对23圈的stock电机做切削以增加圆度的厂商开始出现(HPI/Orion，Kawada(川田模型)等)。另外，Off road的情况下，由于小石子嵌入而导致失速的危险性很高，本来合适的air gap可能对于off road来说就不对了。 )

法则11：由于电流的影响，正极的电刷比负极损耗快
(最早发现这一点的是，Trinity的D3.5。但是，本来对于电刷来说，是在重要的比赛中稍微跑一点就要更换的东西，因此有这样的话“因此那是什么？”) (译者注：此句甚为拗口，不甚明白，可能是说由于需要经常更换，不在乎那一极损耗更快。)

法则12：温度对电动机的性能有很大的影响
所谓的“过热”就是，电机的电阻及电刷的摩擦而带来的温度上升，伴有线圈的电阻增加及磁铁磁性降低等重叠发生的现象。现在23圈电机在跑8分钟后会达到100至150度的无法想象的温度。TAMIYA Sports tuned在盛夏切掉5.0给予勉强能跑的齿数比后也超过80度(译者注：此句甚为难懂，不知道这5.0是指什么，希望大家指正)。要注意540电机也是相同程度。车子行走开始时和结束时如果温度相差50度的话，电机的输出会降低3成以上。
虽然说很少有人能象那样感到力道下降，但这个会使行进时的电池温度上升致使放电特性提高。特别是用现在正成为主流的Ni-MH(镍氢)电池的情况下，比起电池升温来，会显著提高吸收氢的合金的反应速度。但是，行走前电池过度加热以使行走中电池升温超过100度的话，包裹物会破裂，引起电池漏夜等等。这样的电池在下次充电后，就无法再发挥本来的性能了。通常，“爆了”以后就只能去垃圾箱了。根据各种各样的意见和测试结果，现在可以说，以3300MH及GP3300为主流的2003年春天的时候来判断，田宫杯那样的全速跑的比赛，40-60度(根据行走时间相应调整)、JMRCA的8分钟比赛30-40度，能调整到这样的温度，那是最佳了。

法则13：无道理的油门动作是电机发热的根本原因。
(不要过多也不要太少，这个很重要)

法则14：再出色的电机，也不能防止驾驶失误(一下子的高速度，对比赛来说毫无意义)
好好理解以上的法则，好好使用干净正确漂亮的电机吧。
<力矩和电机负荷的关系>
正如法则1所写的，电动机的最大特点是，“启动时产生最大力矩”。这是和内燃机构的发动机最根本的不同点，就算头脑里已经知道了，现在还是时常被忘记。顺便提一句，对于内燃机构，所谓的力矩因为是“燃料燃烧的程度”，所以一定程度上即使转速提高(力矩)也可以发挥出来。
举例来说，一般我们想当然，力矩型电机的话就提高齿数比、改造型(调整)电机的话就减小齿数比，究竟那样做有什么意义，大家考虑过吗？
通过改变齿数比调整负荷，这点大家应该都知道，但真正的意义，即通过调整负荷调整通过电机的电流，这点大家也注意到了吗。遥控模型的放大器(电调)，不是调整电压、而是仅仅通过控制开关动作的次数来调节电流量，这样的话要让更多的电流通过电机以提高马力，必须同时增加负荷。总之，从追求高输出的角度看，结果是“齿数比高就好”。实际上，在比赛中犹豫是否用高齿数比时，规律就是设置得高一点，这样后悔也会少一点。
但是，过度增加负荷，使流过线圈的电流大幅超过合理容量的话，线圈升温，从而引起磁铁过热导致电机效率低下，所以要有“合理负荷”的意识。但这里说的“合理负荷”不是“马浏(Mabuchi)”电机的参数表“最高效率时的负荷条件”中所指的负荷。说到底，请注意是指的“特定的赛道上为了获得最好时间的最佳负荷”。对于改造型电机，本来就设计成线圈数少、以使大电流通过，在给电机加上负荷的瞬间会有数十安培的电流通过，因此很容易烧坏调速器，在这之前由于大电流而带来的升温发热(纯粹由电阻带来的)会导致各种各样的问题的产生，所以一般情况下不要干这样的事。

原文出处：
http://www.rct.ne.jp/contents/lab/motor/lab002.html
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