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标题: 无刷的原理和公式 （转贴） [打印本页]

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作者: vidct    时间: 2006-12-10 22:08
标题: 无刷的原理和公式 （转贴）
我个人认为自制马达，需要了解自己的需求再来自制马达比较好。何为需求？就是你想要用何种电池？电压设定是多少？要采用直驱或者是减速组？再来就是耗电流及推力。想要马儿好又要马儿不吃草，是不太可能的，只能在其中各有取舍。

我设定的自制马达规格如左：使用7.4V 1600mA锂电池，耗电在7A以内(马达功率约50W，电池放电系数约4.4C)，采用直驱或减速皆可。
以上述条件，无刷马达应采用△接线铜损较小(因线电流=√3*相电流，故马达内线圈电流会较小，以相同的线径来说，铜损自然较小)。

我是采用AWG #28号线(直径0.32mm)，每相每极绕21圈，采用△接线，使用7.4V 1600mA锂电池。
以直驱测试，其数据如下：
螺旋桨 测量转数(RPM) 测量电池电流(A) 测量马达线电流(A) 换算马达相电流(A) 计算功率(W)
4040 15000 6.2A 3.6A 2.1A 45W
5025 13000 7.4A 4.3A 2.5A 55W
以减速组测试(58/18=3.2)，其数据如下：
螺旋桨 测量螺旋桨转数(RPM) 换算马达转速(RPM) 测量电池电流(A) 计算功率(W)
7060 6250 20000 4.2A 31W
8060 5500 17600 6.2A 46W
9070 5000 16000 7.4A 55W







转贴zzmov03的[整理]直流无刷/碳刷马达各项计算公式

一次吃到饱,慢慢享用

转贴zzmov03的[整理]直流无刷/碳刷马达各项计算公式

你知道你的直流马达输出多少马力吗?
为什么马达会过热?是否扭力不足?
以下计算可以让你更了解你的马达.
只要你有转速表,电压表,电流表,就可以知道你的马达是否在最佳状态下工作.

无刷马达/有碳刷马达效能计算

扭力常数: Kt=Kb x 1.345  
Kt=1345 / kv  
消耗电流: I = [V-(Kb x kRPM)] / Rm
I = [V-(RPM / kv)] / Rm  
输出扭力: J = (Kt x I) - (Kt x Inl)  
每分钟转速: kRPM = (V - RmI) / Kb  
kRPM = (V - RmI) x kv / 1000
输出功率: Po = (J x RPM) / 1345  
消耗功率: Pi = V x I  
马达效率: Eff = (Po / Pi) x 100  
最高效率电流: Ie max = Sqrt [(V x Inl) / Rm]  

符号定义:  
Eff = 效率  
I = 消耗电流值  
Iemax=发挥最高效率之电流量  
Inl = 无负载量测电流值  
J = 扭力 (oz-in)  
Kb = 电压常数 (Volt / 1000 RPM)  
Kt = 扭力常数 (oz-In / A)  
Pi = 消耗功率 (Watts)  
Po = 机械输出功率 (Watts)  
Rm = 马达内阻  
RPM = 每分钟转速  
V = 电压  
kv = 电压常数 (RPM / V)

1 oz-In = 72 g-cm = 7.07 mN.m
1 HP = 735.5 W

无刷马达范例:
以MEGA 16/25/3 为例,kt = 1700 rpm , Rm = 0.017 Ohm
计算前需做以下量测
假设以7.2V驱动空转,量得转速为12200rpm,电流为26A,装置8x5桨转速为10900rpm,电流为20A

kt = 1345 / kv = 0.7912 oz-In/A
I = [V-(RPM / kv)] / Rm = [7.2-(10900 / 1700)] / 0.017 = 46.36 A
J = (Kt x I) - (Kt x Inl) = (0.7912 x 46.36) - (0.7912 x 26) = 16.109 oz-In
kRPM = (V - RmI) x kv / 1000 = (7.2 - 0.017 x 46.36) x 1700 / 1000 = 10.900 kRPM = 10900 RPM
Po = (J x RPM) / 1345 = (16.109 x 10900) / 1345 = 130.55 W
Pi = V x I = 7.2 x 20 = 144 W
Eff = (Po / Pi) x 100 = ( 130.55 / 144 ) x 100 = 90.66 %
Ie max = Sqrt [(V x Inl) / Rm] = Sqrt [(7.2 x 26) / 0.017] = 104.9 A

碳刷马达范例:
以RS-540SH/SF为例,kt = 1458 rpm , Rm = 0.324 Ohm
假设以12V驱动空转,量得转速为17500rpm,电流为0.95A,装置负载转速为15080rpm,电流为5.93A

kt = 1345 / kv = 0.9225 oz-In/A
I = [V-(RPM / kv)] / Rm = [12-(15080 / 1458)] / 0.324 = 5.1144 A
J = (Kt x I) - (Kt x Inl) = (0.9225 x 5.1144) - (0.9225 x 0.95) = 3.84 oz-In
kRPM = (V - RmI) x kv / 1000 = (12 - 0.324 x 5.1144) x 1458 / 1000 = 15.080 kRPM = 15080 RPM
Po = (J x RPM) / 1345 = (3.84 x 15080) / 1345 = 43.05 W
Pi = V x I = 12 x 5.93 = 71.16 W
Eff = (Po / Pi) x 100 = ( 43.05 / 71.16 ) x 100 = 60.5 %
Ie max = Sqrt [(V x Inl) / Rm] = Sqrt [(12 x 0.95) / 0.324] = 5.93 A

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作者: 核子冬天    时间: 2006-12-10 23:48
不错 收藏了，谢谢楼主

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作者: 云    时间: 2006-12-11 00:22
:em26: :em26: :em26:

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作者: 水上爬    时间: 2006-12-12 13:47
有没搞错：两者功率相差不大而无刷最高效率电流为104.9 A（7.2V） ，炭刷最高效率电流为5.93 A （12V） ？
如果两者驱动的是同样的桨，后者带负载时转速更高，而输入功率更小，何解？

[ 本帖最后由 水上爬 于 2006-12-12 14:08 编辑 ]

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作者: 水上爬    时间: 2006-12-13 13:46
引用楼主的原话：假设以7.2V驱动空转,量得转速为12200rpm,电流为26A,装置8x5桨转速为10900rpm,电流为20A

感觉空载电流26安，带负载20安，空载电流竟然大于带负载电流，会不会是空载电流2.6安？以致结论错误。

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