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一、什么是无刷电机

无刷直流电机是随着半导体电子技术发展而出现的典型机电一体化电机，它是现代电子技术（包括电子电力、微电子技术）、控制理论和电机技术相结合的产物。和普通的有刷直流电机利用电枢绕组旋转换向不同，无刷电机是利用电子换向并磁钢旋转的电机。普通的直流电机是利用碳刷进行换向的，碳刷换向存在很大的缺点，主要包括有：

1、机械换向产生的火花引起换向器和电刷摩擦、电磁干扰、噪声大、寿命短。

2、结构复杂、可靠性差、故障多，需要经常维护或更换碳刷。

3、由于换向器存在，限制了转子惯量的进一步下降，影响了动态性能。

而无刷直流电机的命名就说明了电机的特性：在电机性能上和直流电机性能相近，同时电机没有碳刷。无刷电机是通过电子换向达到电机连续运转目的的；

无刷电机的换向模式分为方波和正弦波驱动，就其位置传感器和控制电路来说，方波驱动相对简单、价格低廉而得到广泛利用。目前，绝大多数无刷电机采用方波驱动，而一些对控制要求较高的应用场合则使用正炫波或FOC(矢量控制）控制。

二、无刷电机的技术优势及劣势

1、无刷电机的技术优势：

1.1、良好的可控性、调速范围宽。

1.2、较高的可靠性、工作寿命长、无需经常维护。

1.3、功率因数高、工作效率高、功率密度大。

2、同样的，无刷直流电机也存在一定的技术劣势

2.1、需要电子控制器才能工作，增加了技术复杂性和成本。

2.2、转子永磁材料限制了电机使用环境，不适用于高温环境。

2.3、有明显的转矩波动，限制了电机在高性能伺服系统、低速度纹波系统的应用。

三、无刷电机基本参数

1、命名：电机的命名原则，各个厂家有所不同，有以电机定子的直径高度来命名，也有以电机的直径高度来命名，我司的电机都是以电机直径与高度来命名。例如BL3640电机，指的是该电机直径36mm，高度40mm。

2、定子直径：硅钢片定子的直径

3、定子高度（厚度）：硅钢片定子的高度

4、铁芯极数（槽数）：定子硅钢片的槽数量

5、磁钢极数（极数）：转子上磁钢的数量

6、匝数（T）：电机定子槽上面所绕漆包线的圈数

7、KV值：电机的运转速度，KV值越大电机转速越高。即电机转速=KV值*工作电压。

8、空载电流：指定电压下，电机无任何负载的工作电流

9、相电阻：电机连接完毕后，2个接点之间的电阻值

10、最大持续电流：该电机运转的最大安全电流

11、最大持续功率：该电机运转的最大安全功率 

12、电机重量：电机的重量

13、轴径：电机转轴的直径

四、无刷直流电机的几个重要参数解析

1、额定电压

无刷电机适合的工作电压，其实无刷电机适合的工作电压非常广，额定电压是指定了负载条件而得出的情况。例如：BL3640电机指定了0.1N.M的负载，其额定工作电压就是12V。如果减小负载，那这个电机完全可以工作在更高的电压下（对应电机转速也会升高）。但是这个工作电压也不是无限上升的，主要受制于电子控制器支持的最高频率及功率。所以说，额定电压是由工作环境决定的。

2、KV值

有刷直流电机是根据额定工作电压来标注额定转速的，无刷电机引入了KV值的概念，而让用户可以直观的知道无刷电机在具体的工作电压下的具体转速。实际转速=KV值*工作电压，这就是KV的实际意义，就是在1V工作电压下每分钟的转速。无刷直流电机的转速与电压呈正比关系，电机的转速会随着电压上升而线性上升。例如，BL3640-400KV电机在12V电压下的转速就是：400*12=4800RPM （RPM，每分钟转速）。KV值与匝数则是呈反比例关系的。

3、转矩与转速

转矩：（力矩、扭矩）电机中转子产生的可以用来带动机械负载的驱动力矩，我们可以理解电机的力量。

转速：电机每分钟的转速。

电机的转矩和转速在同一台电机内永远是一个此消彼长的关系，基本可以认为转矩和转速的乘积是一个定数，即同一台电机的转速越高，必定其转矩越低，相反也依然。不可能要求同一台电机的转速也更高，转矩也更高，这个规律通用于所有电机。相同结构或者体积的电机转速与转矩可以通过调整永磁体牌号、厚度、高度、定子外径、定子高度、定子绕线参数（线径、匝数）、气隙等来平衡这两者之间的关系。

4、最大电流和最大功率

最大电流：电机能够承受并安全工作的最大电流

最大功率：电机能够承受并安全工作的最大功率 

每个电机都有自己的力量上限，最大功率就是这个上限，如果工作情况超过了这个最大功率，就会导致电机高温烧毁。当然，这个最大功率也是指定了工作电压情况下得出的，如果是在更高的工作电压下，合理的最大功率也将提高。这是因为：Q=I2，导体的发热与电流的平方是正比关系，在更高的电压下，如果是同样的功率，电流将下降导致发热减少，使得最大功率增加。这也解释了为什么在专业的航拍飞行器上，大量使用22.2V甚至30V电池来驱动多轴飞行器，高压下的无刷电机，电流小、发热小、效率更高。

5、槽极结构 （N：槽数，P：极数）

模型常见的内转子无刷电机结构有：3N2P（有感电机常用）、12N4P（大部分内转子电机）

模型常见的外转子无刷电机结构有：9N6P、9N12P、12N8P、12N10P、12N14P、18N16P、24N20P。

模型用内转子无刷电机极数不高的原因：目前内转子电机多用于减速使用，所以要求的转速都比较高。电子转速=实际转速*电机极对数，电子控制器支持的最高电子转速往往都是一个定数，所以如果电机极对数太高的话，支持的最高电机转速就会下降，所以目前的内转子电机极数都是4以内。

关于12N4P内转子电机：属于整数槽电机，大量使用于模型内转子电机，电机使用单层绕组分布绕线。

模型用外转子电机都是分数槽电机，其结构特点和性能如下：

1、N必须是3的倍数，P必须是偶数（磁钢必须是成对的，所以必须是偶数）。

2、P数越小，最高转速越高。例如12N10P的最高转速肯定低于12N16P，反之亦然。

3、N比P大，则相对转速更高。9N6P最高转速肯定高于9N12P，反之亦然。

4、同样的N，P越大扭力越强。扭力，12N16P大于12N14P大于12N10P。

5、N和P之间不能整除，比如12N6P。

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