Göra din egen miniatyr Electric Hub Motor (3 / 14 steg)
Steg 3: Borstlös DC-Motor och du
T = 4 * m * N * B * L * R * jag , annars känd som T = Km * jag
påverka din motor design, och varför jag brutalt bultande på vridmomentet så mycket? Eftersom vridmomentet är slutligen vad drag dig runt, och är en av komponenterna i mekanisk kraft Pm. När du ta reda på ungefär hur mycket mekanisk kraft du behöver, du kan ändra storlek på kablar och komponenter på lämpligt sätt.
Lägg märke till några viktiga kännetecken av ekvationen och hur de påverkar motor prestanda:
Vridmomentet ökar med antal varv N
.. .och radie av statorn R
.. .och styrka av det magnetiska fältet B
� ... och längd av statorn L
.. .och slingrande nuvarande i.
Vad vi ser här är att i en grad, kan du linjär skala motoriska egenskaper för att uppskatta resultatet för en annan motor.
Detta är "R/C Hobby industri Hand vinkar" nummer ett. Begreppet svängar och motor storlekar.
En 100mm diameter motor kommer, allt annat lika, producera dubbelt så mycket vridmoment som en 50mm diameter motor.
En motor med 1.2T permanent magnetfält kommer sannolikt 20% mer torquey än en 1T motor. Och så vidare.
Detta har sina gränser - du kan inte rimligen anta att du kan Dubbelrum din lindningar och få 5 gånger vridmoment - andra magnetiska egenskaper av motorer, såsom mättnad spelar in. Men som visas, är det inte orimligt att extrapolera prestanda för en 25 tur-per-stator-tooth motor från en 20 turn one och sådant.
LRK lindningen
Längst ner på allt är vad jag designa och att göra en fraktionerad-slot permanentmagnet tre fas motor. Vad den frunk betyder det? Fraktionerad slot bara innebär att (magnet pole par * faser) / (antal tänder på statorn) är inte ett heltal. Om du förstått som, vet du det mer än jag gör.
En kort förklaring är att förhållandet mellan "antal stator tänder" till "antal magnet par" starkt påverkar de fysiska egenskaperna hos motorn. En "magnet pole par" definieras som två magneter, en med Nordpolen inför radiellt inåt, den andra med N Nordpolen vänd utåt.
Detta förhållande, vanligen kallad T: 2P (för tänder till 2 * totalt polacker), påverkar den samkvämsystemet av motorn, dvs dess mjukhet.
Få en likströmsmotor borste och snurra axeln - det finns ett minimum av vridmoment som krävs för att 'klicka' det över till nästa stabil position. Detta samkvämsystemet. Det orsakar oönskade vibrationer och högsta elektriska systemet effekter, och vi gillar inte det.
En typ av motor slingrande med T: 2P nära 1 (men inte 1 exakt - som resulterar i en motor som inte vill flytta) väsentligen minskar samkvämsystemet (till nära noll) och är den mest populära "små BLDC motor" slingrande runt. Det kallas den LRK lindningen, efter herrarna Lucas, Retzbach och Kuhlfuss, som dokumenterat användningen av denna slingrande för flygplan modellbyggare 2001. Inte bara ger det låga samkvämsystemet, men också användarvänlighet lindningen och skalbarhet.
Här är siffrorna för den
och en variant som kallas
.
Takeaway här är att använda en stator med 12 tänder (eller slots, området mellan tänderna) och 14 magneter (det vill säga 7 pol par) ger dig en ganska anständig motor till att börja med och använda i din spirande motor engineering karriär.
Skillnaden mellan de två slingrande stilarna är hårfin. Den distribuerade LRK slingrande har en mindre slutet-turn effekt. Ett slutet turn är kabeln som har att linda runt utanför magnetfält för att stänga slingan. Det bidrar inte vridmoment, men har ett motstånd (alla ledningar har noll motstånd - vi pratar inte supraledare här). DLRK undviker högar slutet dyker upp alltför, vilket resulterar i en något mer effektiv motor. Något som i en eller två procentenheter - inget att vinna ett Nobelpris.
Nedan är en bild på Razers motoriska kärna med en full dLRK lindning.