[讨论]关于外转子电机之于车模的应用

bububuer

事一：前些日子在坛子里看帖，看到一位兄弟询问为什么车模上不用外转子电机，记得当时有人说原因一是扬尘，沙尘易从散热口进入外转子电机内部，二是调速范围不及内转子宽广，可玩性不好。我当时很想反驳一点，电动车上用的就是外转子电机，近年来电动自行车给力的很，隔三岔五听闻有电动车速度太快出事故的。

    事二：看了几个电直改直驱的帖子，从本人机械专业的角度看，运动链包含的环节越少，机械损耗就越低，结构就越简单，故障率，成本等也相对低。

    观以上两事，我突然发现，四外转子马达直驱的车模估计是个比较好玩的东西，但此观点招好友反驳，他认为，玩模型玩的就是一个复杂程度，机械结构越复杂，模友的好奇心就越大，玩的也越有花头，想想也是，玩就是一个亲身参与的过程，要是结构太简单了就没有吸引力了。

    但是有这样的一个念头在脑子里，总感觉憋得慌，特别是现在，刚刚开学，没劲的很于是上周就开始手痒了，在电机板块看了些帖子，差不多从“一个小白”变成了半个小白于是就不管三七二十一开始动手了，tb买了些材料，动手画了图纸，就开工干了耗了三个晚上的时间，今天轮子转起来了。

    没想好就开工就是不好，现在撞到南墙了、、、

稍后上图
图来：

电机和原来轮毂对比，原来轮毂是车模上拆的，飞思卡尔智能车上的那种（电子的同学搞这种）

定子，铁芯拆自台式机硬盘，电脑城里收来的，拆开看是12槽的，论坛里一搜，谁都没问，理所当然的就认为12槽22极是转速最低，扭矩最大的方案，（这是我这次犯的其中一个错）底座是自己车的（东西出来后，对比市面上的电机，我发现我用的料太厚太足了，所有零件都如此、、、这又是一个不周到的地方）

     后来绕线是发现12槽22极和6槽22级绕线看起来差不多，问同学，他是应该是吧，（这个问题我到目前为止还迷糊），第一次绕线，（这个时候磁铁已经粘好了），改不了了，没办法，绕其中6个槽吧，（我感性的估计到，电机转速会变成我预想的二倍、、、）

    当时觉得小车床车钢太费力，转子做成整体铝的了（这为后面很多悲剧埋下伏笔、、、）


    淘宝只买到了10*5*2的磁钢，经计算我需要的是10*4.3*2的磁钢，怪我无知，以为0.7的差距很好解决，结果用锉刀锉了半小时才搓掉一层镀膜（多亏没拿来铣，否则更悲剧、、、）
最后我给铣床换了金刚石砂盘，小铣床主轴开到3000转、、、总算是给摸下去0.7、、、

    这张图还有一个悲剧，因为我用铝做转子，结果黏磁钢时非常困难，磁铁因为磁力，总是跑到，结果就是涂了ab胶的磁铁都吸成了一排，当时慌了，先去处理转子外壳上的ab胶，等这部分清理完了，发现磁钢已经掰不开了，改性环氧树脂啊~~~总算体验了一下他的厉害，当时第一反应是用酒精泡，好像有一点反应，但太微弱了、、、当时我想死的心都有了、、、还是怎么掰都掰不开，用钳子夹怕夹碎了，只能温柔处理、、、

    最后还是万能的5i模型救了我，10点钟回到寝室，打开电脑，查解救办法，用开水泡，ab胶会软一点的，泡一下用小刀往磁铁缝插，总算搞定了，当时铁钕錋怕热，还担心磁铁会消磁，不过最后总算没有，呵呵
    然后立即查了另外一个问题：为什么大部分模型电机外转子都是铝座加钢筒的？结论有二：一是导磁，工业上有些甚至这个地方也用层叠硅钢片来搞、、、二就是磁铁好粘，有的模型外转子电机甚至连胶水都不用，直接吸在上面就可以了，悲剧啊，省了这里，结果费了那里，我无知我冲动啊！！！
    如何解决？还是5imx救了我、、、
                                           歇会儿，手累了。。。

                                            。。。 。。。

                                           泡着脚，继续码字


    我买了100颗磁钢，用了22颗，剩下的这个时候派上用场了、、、
    看到轴上那个凹槽了没，那根轴是以前买的轴承钢材质的，那个槽是车床配合小电摩磨出来的，丑极了、、、

    手工画的图，都只画了半个所有壁厚基本上都有3mm吧。

    轮子内侧，四个M3的螺纹孔没在图上画出来，当时车好后，随便估摸了个分布尺寸，就打孔了，组装时才发现我又犯2了，差点就和封盖干涉了、、、当时想起了老师的一句话，“要谋定而后动啊！”
   
    绕线是参照上面的图绕的，论坛里查到的是下面的这个图，

    我猜这样基本应该是和前面一个图一样的，第一次绕线，就用简单的算了，反正转起来再说、、、寒假从家里带来了一捆漆包线，农村老式电表里拆来的，也不知道绕几圈好，凭感觉四股并绕，绕了30圈，绕好几组线暂时没有星接在一起，用万用表测测看有没有短路什么的，结果一测吓死我，三根线之间，三根线和支架，和定子之间电阻全是0，当时真是想死的心都有了，还好我不怕死，大不了就是一烧呗，然后我就往绕组里狂灌502，希望会有绝缘效果吧，灌完我都懒的测了，直接我就上电了，贱命不死，居然让我这个菜鸟转起来了，当时实验室就我一个人，兴奋的想叫出来、、、后来同学来了，让他给拍了视频，至少他转过了、、、待会烧了也无所谓
附上视频：

    油门加不满，加到一半就开始咳嗽，问题太多，我暂时都没想去追究，如楼下几位说的，转速太快了，轮胎都快甩出来了（玩车的人叫这个甩大饼），而且基本带不动负载，我轻轻一把能捏住，未经过减速，如坛里大神所说。“机械特性太软了！”
    有点晚了，明天再继续吧，有好大一堆问题要各位模友回答的、、、（舍友推荐我一本书让我去旁听这门课，《电机拖动》，）好吧好吧，万丈高楼平地起、、、
                                                      2012/2/25
谢谢楼下几位的建议和支持，现在我先回复一下关于你们的建议我所了解到的。
沙发howard1977：“没错的，可以用4轴飞控改一个4轮直驱车来看看，全电子差速，无任何机械差速。嘿”
    这个是车模整体构建的问题，当然也是我的最终目标，假如四轮全是独立驱动的，就像四轴一样，肯定要有飞控协调各个电机之间的转速平衡，没有飞控，直接四个电机，四轴肯定是飞不起来的。
    当然车子也一样咯，没有一个类似的控制器协调，车子肯定跑不了直线，但是有别于四轴飞行器，四轴飞行器要保证稳定，至少要有左右摆动，前后俯仰，自旋三个自由度受控，但是车辆贴着地面，我想只要把住自旋这个自由度就行了，查了电动汽车相关论文，这个叫电子差速，主动差速。至于左右摆动，前后俯仰，这涉及另外一个问题，那就是主动悬挂的问题，研究这一点，可能对车模在摄影摄像方面应用有点帮助。

    搜索了rc迷里进化的帖子，纯手工diy外转子直驱车，还连续做了4代车，坚持不懈，此乃模友最宝贵的精神啊
[未完待续]

[ 本帖最后由 bububuer 于 2012-2-25 13:35 编辑 ]

hd381

电机怕水怕热怕撞怕灰尘，你全不顾。镂空怕进水，密封怕过热，直驱不做减速的话，功率不大，堵阻是常事，可靠性不大，电动车可以是因为它采用大体积电机，散热面积大，高压驱动，电流小。还有，采用行星减速增加扭力。
再一个就是怕撞，电机轴撞歪了会出什么现象？

dengxiao

bububuer

herong987

希望继续,一直想自己做一个18v500转外径50毫米功率50W的外转子电机,可是无从下手.

jinshao

佩服lz的研究动手精神

syp99

U代表外面的铁片，你看看扬声器的结构你就明白了

syp99

背面用铁，最主要的是导磁，S U N的磁场强度远远大于：S     N

bububuer

原帖由 摩天轮1111 于 2012-2-28 02:05 发表
楼主，定子不要动，转子换14p你会有意想不到的收获，lrk，扭距更大，转速更低

定子动了，12槽全绕了，转子换了14极，kv值确实低了很多，扭矩也大了，昨天测了，正如前面的前辈说的，由于无霍尔的原因，电机低速性能不好，目前看来，这种12槽的定子，想要做直驱，应该不太合适，

摩天轮1111

还有你不用钢壳不导磁是你的这个Kv高的原因，你换钢圈后会好不少的

摩天轮1111

楼主，定子不要动，转子换14p你会有意想不到的收获，lrk，扭距更大，转速更低

KGy

轮边电机还有太重等问题。
我还担心飞机用外转承受不了车模的颠簸。
貌似还是一级减速然后狗骨传动比较实际。

而即使如此也还可能有寄生功率问题，就是四个轮子转速不同的差速问题，这个要再讨论。

yyqop01

原帖由 bububuer 于 2012-2-25 19:26 发表
本科生，想考研

我也是本科想考研
你那里的？我广东

bububuer

估计重新画图，做一个新的了、、、

bububuer

悲剧，想把原来的电机改成12槽14极的，可定子线圈灌了502，转子磁钢用了ab胶粘，现在好像都不怎么好拆、、、

bububuer

本科生，想考研

yyqop01

支持楼主，请问是研究生吗？

bububuer

我在德国网站上看到这种结构的电机，这是一个无槽的定子


据说这种无槽结构就能解决齿槽转矩的问题
但是我看不懂德文，谷歌翻译的结果弱爆了，一直没搞明白定子能的那坨东西是什么材质结构的

bububuer

原帖由 howard1977 于 2012-2-25 04:44 发表
肚子饿了睡不着，爬起来帮你查了点资料。我不是学机械的，结论可能不太可靠，下面仅供参考。快速查读了几篇论文，下面是我的小结。

既然你直接选择了轮毂式电动机直驱，传统的电机拖动可能不适合了你了。无刷电机 ...

正如你所说，我选择了一个小扭矩高kv的配置，这个确实失误大了，不过没关系，我做的这个注定只是一个试验品，我现在在想，12槽20极的配置是不是会好很多？
但是我其实在想，这种有槽结构的电机，又要做到模型车大小的级别，槽数是不可能增加到太多的，按现在这个尺寸，有15槽，那估计就是极限了。

howard1977

肚子饿了睡不着，爬起来帮你查了点资料。我不是学机械的，结论可能不太可靠，下面仅供参考。快速查读了几篇论文，下面是我的小结。

既然你直接选择了轮毂式电动机直驱，传统的电机拖动可能不适合了你了。无刷电机，用于地面车辆，需要解决的主要问题 1 克服扭力启动；2 慢速匀滑的转动；3 进灰。关于1和2，关键点，现有的技术是，用有感电调+霍尔感应器，从而实现比普通无刷无感电调更高的扭力和扭力控制。

[ 本帖最后由 howard1977 于 2012-2-25 04:57 编辑 ]