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标题: 关于KV值长期以来的一个错误-低KV扭矩大 [打印本页]
作者: hunternudt    时间: 2021-4-5 11:42
标题: 关于KV值长期以来的一个错误-低KV扭矩大
本帖最后由 hunternudt 于 2021-5-27 13:03 编辑

低kv值扭矩大，是指相同的电流。而同电压下，高kv值扭矩大。
总结：相同的尺寸和工艺，A电机kv1000，B电机2000，A电机用6S电池和B电机用3S电池，扭矩-转速曲线一样。也就是说这两者电机的输出效果是一样的，换句话说，这两个电机，只要用相同的桨，那么转速和功率、效率都基本一样。不同在于A电机电流更小，和直流有刷电机统一了。相同质量的绕线（即满槽率），额定功率一样的。线粗的，匝数少，暴力，低电压就能达到额定功率。而线细的，匝数多，需要更高电压才能达到额定功率。但是流过的电流更小。
今天做了一个实验验证。xxd的2212，一个1400kv，一个1000kv，配的同一个桨，7035.测量转速8000时的功率。为避免电调pwm的差异，均是满油门。通过调整供电电压来调整转速。
结果如下：
1000KV电机，8.59V，2.03A，功率17.43w。
1400kv电机， 6.5V，2.57A，功率16.7W。
效率1400kv的还稍微高一点点。原因分析可能是质量把关有差异，满槽率有差异。
我再找找朗宇的1400kv和2450kv的。


原文：
对于相同系列的电机，低KV值版本的电机具有更大的线圈匝数，高KV值电机则相反。但只要它们拥有相同质量的铜线，，它们就会在不同的电压或电流下拥有相同的最大功率，转矩，效率及最大转速。也就是说，缠绕相同质量铜线下，低KV值的电机铜线半径更小，匝数更多，高KV值电机反之。而且，相同定子的电机，能缠绕越多质量铜线其性能越佳（满槽率高）。 举个栗子，系列相同的电机，用相同质量的铜条件下，8匝线圈的电机线电阻是1Ω，4匝线圈的电阻是0.25Ω。阻值相差4倍。因为4匝的时候长度缩短了一倍，截面积扩大了一倍。堵转分析下可知，当8匝电机的电压为4匝电机的两倍的时候，他们的输入功率相同。而且这个时候铜损P = I*I*R恰好4倍和4倍的电阻相抵消，所以两者的铜损也相同。即两者此时硬度相同，也称转速——扭矩特性相同。而当两者的输入电压都相同的时候，其输入功率相差达4倍。这个时候4匝的电机扭矩大得多，同时4匝的电机转速也比8匝的转速快一倍，但是此时4匝电机流过的电流是8匝电机的4倍。 总的来说， 保持D（满槽率）不变改变匝数，这时电机的硬度是不变的，假如低KV值电机的输入电压是高KV值的两倍，这时两个电机的转速扭矩曲线应该是一样的。对于一样的负载，低KV值的电机的电流是高KV值电机的二分之一，又因为低KV值电机的电阻是高KV值的4倍，所以铜损两者是一样的，而两者的输入功率也是一样，所以两者的效率也是一样的。因为定子的大小决定了这个系列的电机能输出的额定功率的大小，所以低KV值电机的好处就是输出对应定子额定功率的时候，需要的电流低，但需要的电压高。而高KV值电机的好处就是能在较低的电压下对应定子的额定功率，但是此时电流较高。而一直流传的一句话“低KV值的电机扭矩大”，是建立在电流相同的这个条件下的。相同定子和满槽率下，4匝的高KV电机和8匝的低KV电机是等价的，前提是前者的输入电压是后者的一半。





作者: 炸鸡超过哈特曼    时间: 2021-4-6 07:26
必须顶。我一直以为6s比4s暴力是因为低kv带来的高扭矩，这么一说。应该是现在电池放点电流有顶板，同一系列电池放电一样，6s电压高，所以暴力。
作者: garfieldhummer    时间: 2021-4-6 09:08
同样定子的马达   高kv功率更大  扭矩 转速都更高，通过改变齿比可以达到相同转速
作者: hunternudt    时间: 2021-4-6 10:22
garfieldhummer 发表于 2021-4-6 09:08
同样定子的马达   高kv功率更大  扭矩 转速都更高，通过改变齿比可以达到相同转速

额定功率和最大功率相同。
但是高kv更暴力。
相当于低kv电机要更高电压才能喂饱。
作者: k7boy    时间: 2021-4-6 15:25
理论上   同样结构的电机    低kv和高kv   在功率上的差别不会太多，   主要是匹配飞机，匹配螺旋桨，  这种匹配是最重要的
作者: hunternudt    时间: 2021-4-6 16:05
k7boy 发表于 2021-4-6 15:25
理论上   同样结构的电机    低kv和高kv   在功率上的差别不会太多，   主要是匹配飞机，匹配螺旋桨，  这 ...

根据这篇文章，是根据电池选电机，再来匹配桨。我认为比较合理吧。
比如我只有3S的电池，那我就要选kv较高的电机，再根据拉力等匹配桨。
作者: 保卫宇宙    时间: 2021-4-6 17:27
高kv功率大，扭矩大，费电。
作者: felixzju    时间: 2021-5-21 23:32
厉害，分析的很有条理，学习了。
之前也一直想同电机不同导线情况下kV和工作点的关系，一直没理清楚，今天看了LZ的分析一下子就明白了
作者: hunternudt    时间: 2021-5-21 23:37
felixzju 发表于 2021-5-21 23:32
厉害，分析的很有条理，学习了。
之前也一直想同电机不同导线情况下kV和工作点的关系，一直没理清楚，今天 ...

我看这篇文章时还没太明白，现在明白了。同一规格的电机（比如相同品牌的，同样规格，同样的工艺），其实内部是相同的，不同的是出线。
比如两个电机，用的同样规格的漆包线，同样的圈数，但是A是两根线并一起，B是4根线并一起，那么A的轧数就是B的2倍，KV值就是A低B高。但是内部的结构一模一样。
所以当A以2倍的电流运行时，这两个电机内部的电流是一模一样的。但是给A和B的电压是不同的。
所以，当给定特点的电压时，这两个电机，本质上是一模一样的两个电机。
所以选择不同的kv值，只和供电电压和供电电流有关，而两个电机没有区别。
作者: hunternudt    时间: 2021-5-21 23:37
保卫宇宙 发表于 2021-4-6 17:27
高kv功率大，扭矩大，费电。

同样的工艺和规格，高低kv其实没有区别。相当于同一个电机，给了不同的电压。
作者: 保卫宇宙    时间: 2021-5-22 01:37
hunternudt 发表于 2021-5-21 23:37
同样的工艺和规格，高低kv其实没有区别。相当于同一个电机，给了不同的电压。

对，低kv得更高的电压理论就和高kv性能相差不大了
作者: hunternudt    时间: 2021-5-25 09:28
保卫宇宙 发表于 2021-5-22 01:37
对，低kv得更高的电压理论就和高kv性能相差不大了

实际上本质上是一种电机。
低kv的可以当高kv用，高kv的也可以当低kv用。
作者: 骷髅精灵    时间: 2021-5-25 17:17
低KV效率高些啊
作者: hunternudt    时间: 2021-5-25 18:16
骷髅精灵 发表于 2021-5-25 17:17
低KV效率高些啊

并没有。因为电机内部是一样的。
作者: 骷髅精灵    时间: 2021-5-26 08:39
hunternudt 发表于 2021-5-25 18:16
并没有。因为电机内部是一样的。

线圈不一样啊
作者: hunternudt    时间: 2021-5-26 09:23
骷髅精灵 发表于 2021-5-26 08:39
线圈不一样啊

同一个厂家的，同样规格的定子，同样的满槽率，理论上线圈一模一样的。区别在于几股线一起绕。
比如说吧，A电机，两股一起绕，绕了10圈，B电机，单股绕了20圈。我们把电机切开，看横截面，这就是完全相同的两个电机。
如果每股线的电流一样，配一样的桨，这两个电机就是完全相同的，效率，功率、发热等等。
要达到这样的效果，B要用更高的电压（具体是不是线性关系我没有研究），此时，A电机的输入电流是b的两倍。
所以这是两个不同KV值的电机，但是其实是等价的。

作者: 骷髅精灵    时间: 2021-5-26 13:49
这个不是这么算的，低线圈多，线圈电阻要比线圈少的大，所以你要达到高KV的的电流转速，就要高电压，但是这时耗电功率也比高KV的大了，因为电压电流上升了
而且不同转速频率也不一样，也就是换相速度也不一样，不过这点影响微乎其微
再说说匝数，电压恒定，匝数越多，产生的磁力越大，但匝数越多，电阻越大，电流越小，转速越慢，这时就需要提高电压来达到大功率，而高电压的电机效率越高，因为功率恒定的情况下，电压越高，电流越小，发热越小
电机线圈其实就是和电磁铁一样，而电磁铁内部就是很细的线绕很多圈来达到大磁力的
作者: 骷髅精灵    时间: 2021-5-26 14:03
换个说法就是，

同样在12v的情况下，低KV和高KV达到扭矩一样，但是低KV就要比高KV电流要低，也就是在低功率下到达高KV的扭矩了，同时发热也小，
这其中的比较复杂，不同线圈的扭矩曲线有很大差异，效率曲线也不在同一个点，并不是是说提高低KV的电压电流就可以到达更大功率，这样违背电机本身铁心磁铁等设计，带来的只会降低效率带来更大的发热量
作者: jetengine    时间: 2021-5-26 16:17
抛开功率说扭矩就是耍流氓。电力设备都是在提升功率和效率的平衡中前行。常规材料、工艺、原理下功率提升通常伴随效率降低，注意前提条件！航模无刷电机功率密度是相当惊人的，也因为目前航模电机原理没有本质变化，大功率航模电机必然会遇到效率降低的问题，多磁极、外转子、大尺寸前提下等都在进一步提升功率，但是效率降低。这个过程扭矩必然会有些变化，KV并非主角，它仅仅是一种表现而已。核心问题要关心的是功率、效率。
作者: hunternudt    时间: 2021-5-26 16:44
骷髅精灵 发表于 2021-5-26 13:49
这个不是这么算的，低线圈多，线圈电阻要比线圈少的大，所以你要达到高KV的的电流转速，就要高电压，但是这 ...

其实线圈是一模一样的。
只不过，高kv的是几根线一起绕，低kv的单独绕。但是把电机从中间切开，看横截面，线圈是一样的。
作者: hunternudt    时间: 2021-5-26 16:45
本帖最后由 hunternudt 于 2021-5-26 16:47 编辑
骷髅精灵 发表于 2021-5-26 14:03
换个说法就是，

同样在12v的情况下，低KV和高KV达到扭矩一样，但是低KV就要比高KV电流要低，也就是在低 ...

其实你说的就是很多人一直以来的误区。所谓的电流大，是从外部看到。
但是从电机内部看，电流是一样的。因为线圈的圈数不一样了。小电流，但是圈数多，截面电流就大了。
作者: hunternudt    时间: 2021-5-27 13:04
骷髅精灵 发表于 2021-5-26 13:49
这个不是这么算的，低线圈多，线圈电阻要比线圈少的大，所以你要达到高KV的的电流转速，就要高电压，但是这 ...

今天做了实验验证。
xxd的2212，一个1400kv，一个1000kv，配的同一个桨，7035.测量转速8000时的功率。为避免电调pwm的差异，均是满油门。通过调整供电电压来调整转速。
结果如下：
1000KV电机，8.59V，2.03A，功率17.43w。
1400kv电机， 6.5V，2.57A，功率16.7W。
效率1400kv的还稍微高一点点。原因分析可能是质量把关有差异，满槽率有差异。
我再找找朗宇的1400kv和2450kv的。
作者: rhyzx    时间: 2021-12-12 01:34
感谢lz的硬核分享，很有帮助！
不过我测试了些数据发现还是和理论数据有差距，有点摸不着头脑。
比如5000KV 4S同等推力下力效3.5比同规格10000KV 2S力效2.9大不少，满槽率应该差别不会这么大，难道低一倍电压铁损会那么大。
还有比如同电机接4S电池控制油门输出50g推力，相比接2S电池输出50g推力力效要差很多，按理最终给到电机的电压和电流是一样的，不然是电调的铁损么
作者: xhz0769    时间: 2021-12-25 10:27
楼主分析的对， 电机Kv值不同，输入功率一样的情况下输出的转速和力矩都是一样的。
但不同kv值的电机输入功率相同的情况下，同样的桨输岀拉力的效率却有很大的不同。


作者: 高速飞行    时间: 2022-2-6 17:08
rhyzx 发表于 2021-12-12 01:34
感谢lz的硬核分享，很有帮助！
不过我测试了些数据发现还是和理论数据有差距，有点摸不着头脑。
比如5000 ...

我个人认为是因为从电机引出的硅胶线上产生的焦耳热不同导致的。你说的电机，我猜应该是小电机，大概1204级别的，这种电机的硅胶线一般是28AWG的（耐流1.5A），甚至30AWG的（耐流0.8A）。而10000kV的电流大，线损大，效率低。
这是我的个人想法，如果错误欢迎指正
作者: hunternudt    时间: 2022-2-8 12:37
rhyzx 发表于 2021-12-12 01:34
感谢lz的硬核分享，很有帮助！
不过我测试了些数据发现还是和理论数据有差距，有点摸不着头脑。
比如5000 ...

第一个，是否规格电机不清楚，另外无刷电调是有效率的；第二个，电调本身是方波，只有正弦波的效率最高。



作者: iDIY001    时间: 2022-4-26 23:27
本帖最后由 iDIY001 于 2022-4-26 23:30 编辑

同电压下，如果高KV扭力大，转速还高（肯定啊），那功率（转速*扭矩）不得上天？可能么！

同样电压时，低KV用大浆，也必须得扭力大。

如果是不同电压或者不同尺寸的无刷条件下说（或比较）KV值，那就毫无意义了。
作者: hunternudt    时间: 2022-4-30 20:24
iDIY001 发表于 2022-4-26 23:27
同电压下，如果高KV扭力大，转速还高（肯定啊），那功率（转速*扭矩）不得上天？可能么！

同样电压时， ...

同电压下确实高kv的扭力更大转速更高。
作者: 液压模型DIY    时间: 2022-9-17 08:31
分析透彻合理，困惑解决了。有利于我们对电机的合理选择。
作者: yuuki    时间: 2022-9-19 15:52
某电直的电机高低kv价格相同.功率相同的情况下.是选高kv电机配6s电池.还是选低kv电机配12s电池？
作者: zhty93188    时间: 2022-9-23 22:49
yuuki 发表于 2022-9-19 15:52
某电直的电机高低kv价格相同.功率相同的情况下.是选高kv电机配6s电池.还是选低kv电机配12s电池？

还是看自己需求，不考虑重量，价格等其他因素，喜欢油门焊死的我倾向用低KV配高电压。同样功率电压翻倍，电流就小了一半。首先对电池放电能力要求就变低了，而且电流减半对整个线路部分压力也小了。电流大了线路发热大，热了电阻就大。电阻大了要保证供电只能再加大电流，不少能量就损耗在了线路上，最后还可能高温导致插头融化，焊点开焊啥的。
作者: hunternudt    时间: 2024-12-18 14:32
zhty93188 发表于 2022-9-23 22:49
还是看自己需求，不考虑重量，价格等其他因素，喜欢油门焊死的我倾向用低KV配高电压。同样功率电压翻倍， ...

高电压小电流，这对电调压力小。
作者: hunternudt    时间: 2024-12-18 14:34
zhty93188 发表于 2022-9-23 22:49
还是看自己需求，不考虑重量，价格等其他因素，喜欢油门焊死的我倾向用低KV配高电压。同样功率电压翻倍， ...

有一点需要纠正哈，对单个电芯来说，其实是一样的。同样能量的电池，对电芯压力没有区别。
作者: 小滕    时间: 2024-12-25 09:22
hunternudt 发表于 2021-5-26 16:45
其实你说的就是很多人一直以来的误区。所谓的电流大，是从外部看到。
但是从电机内部看，电流是一样的。 ...

楼主请教一个问题：90mm6S涵道为例，在6S电池110A工作电流下输出2400W功率，假如我用8S电池限制在80A工作电流（6S涵道超压限流），功率也是2400W，这时候低压高流劲大效率高还是高压低流劲大效率高呢?
作者: 轻松一下    时间: 2025-1-8 21:58
好几年的帖子了。现在电动车牛逼的电压都上到800v了。电动车也是电压越高效率也越高。
当然低kv高电压好，大型无人机多轴都是低kv的。涵道kv高，效率低下。
作者: 轻松一下    时间: 2025-1-8 22:00
小滕 发表于 2024-12-25 09:22
楼主请教一个问题：90mm6S涵道为例，在6S电池110A工作电流下输出2400W功率，假如我用8S电池限制在80A工作 ...

当然是高压低kv效率高 。你试试就知道了，小油门就能轻松飞的爽。很多玩过6s穿越机的再也不想用4s飞了。

作者: 小滕    时间: 2025-1-9 09:23
轻松一下 发表于 2025-1-8 22:00
当然是高压低kv效率高 。你试试就知道了，小油门就能轻松飞的爽。很多玩过6s穿越机的再也不想用4s飞了。
...

我的意思是，6S涵道KV1980不改变KV的情况下超压降流保持原功率（限制油门行程），效率是否高一点。这个我测试了满油门台架测试效率差不多，只有在低电流的时候效率高一点点。




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