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上期以磁铁为切入点,介绍了二极有刷电机的原理、结谈判运行特性(图1)。三极有刷电机的运行原理与二极有刷电机相似(图2)。如图所示,当三极电机的某个换向器转到三角形的顶点(与左右固定的永久磁铁平行)时,与之連接的线圈必须保持N极朝上。因为异极相吸、同极相斥,因此线圈受到1个顺时针方向的合力矩,驱策电机转子继续转动(图3、图4)。 
  也就是说,电机靠永久磁铁和电磁铁之间的相互作用维持运行。正因如此,好多人以为只要电磁铁的磁力越大,或电磁铁上环抱胶葛的螺旋线圈匝数越多,电机的功率就越大。并不然,电机的转子尺寸确定后,电磁铁上能环抱胶葛的线圈数量也就固定了。如果要增加线圈匝数,就得选用更细的电线。而电线越细,其上经过电流的能力越差,电流量的减小会对消线圈匝数增加带来的电磁铁磁力增强的功效。按照笔者的经验,电机顶运用到的电线越粗,所绕线圈匝数越少;电线越细,所绕线圈匝数越多。前者属于大电流高转速型电机,后者属于电流阻力较大的扭力型电机,怎么样选择还得按照详细的需求确定。 
  伴随着技术的改革,有刷电机逐步被无刷电机代替。电机和锂电池的搭配所能提供的动力输出,一点不亚于内燃机发设法(图5)。断章取义,无刷电机中既无电刷,也无电刷装置。无刷电机的工作原理与有刷电机相似,同样利用的是永久磁铁与电磁铁之间的相互作用力带动电机接续运行。 
  有刷电机经过换向器让转子每转动半圈就切换一次电源的正负极,从而不断改变电磁铁的N极和S极,无刷电机则由电调控制电磁铁的极性按一定规律改变。 
  无刷电机既无电刷,也无换向器,结构较为简单。以内转子�o刷电机为例,电机的中间区域是永久磁铁,作为转子运行。沿其四周平均安排了6个电磁铁(固定不动);两两相对的电磁铁电流相互连通,在转子的圆周上产生恰好相反的磁极方向。将6个电磁铁分为3组,标记表记标帜为A-A'、B-B'、C-C'。 
  3组电磁铁线圈的输入电源为三相交流电,由专门的装置对电源进行转换控制。线圈中不仅是电流、电压会伴随着时间的推移产生改变,电源的正负极也会伴随着时间的改变而不断改变。因此伴随着时间推移,电磁铁的磁性也会发生改变,宛如不断回旋的永久磁铁。 
  如图6-图9所示,永久磁铁四周的A-A'、B-B'、C-C'暗示固定的3组电磁铁线圈,,右边的正弦曲线图代表A线圈中电压随时间的改变规律。①状態中A和C'两处是N极;②状態中A线圈的电压由峰值回到①状態时的程度,不过N极却变到了A和B两处;③状態中A线圈的电压为零、无电流经过,N极变成B和C两处;④状態中A线圈的电压值与①状態时的同样,但电源正负极相反,N极是C和A'两处。电磁铁与转子中永久磁铁之间的相互作用力,驱动着电机轴接续运行并输出动力。 
  外转子有着与图示恰好相反的结构,其中间区域为电磁铁线圈,四周平均散播永久磁铁。不论是内转子还是外转子方法,无刷电机的工作原理是同样的。 
  无刷电机的机器结构相对简单,又不存在电刷耗损问题,为其高效运行提供了可能性。而且因为电子调速器代替了传统的机器装置,因此提升了控制的精确度。当前无刷电机已据有了电机市场的主导位置,但略微有些遗憾的是,品质比比较好的电子调速器价格比较昂贵,特别是国外品牌。 
  好多模友觉得无刷电机是近10年的产物,实际早在20世纪70年代中期就已被普遍用在录音机中。以前流行的随身听(Walkman)就装有无刷电机。国内快乐爱好者接触无刷电机,应当是从DIY光驱电机开始的。那时国内模型厂商还无大量生产无刷电机,快乐爱好者便从废弃的电脑光驱中拆出无刷电机进行改革,并用在航模上。笔者也曾做过好多(图10),发现如果悉心绕制线圈组,电机的使用功效还不错,配上GWS出品的5寸螺旋桨尤其出彩。 
  刚入门的快乐爱好者在选购无刷电机时,经常会被问到所需的电机参数――KV值。有人以为电机的KV值越大,功率越大,其实并不是如此。KV值是表征电机运行特性的一个目标,可理解为当电机被提供1V电压时,其在1分钟内的运行圈数。如KV值为1 500和500的电机,相比较而言,前者是高转速电机,用在航模上需装备小螺距、小桨径的高速桨;后者是低转速电机,可搭配大螺距、大桨径的螺旋桨。只要这样搭配,电机工作起来才会高效。至于详细的螺旋桨尺寸选择,建议模友们查阅电机的使用说明书,其中普遍会有模型厂家的推荐建设表,标注了电机的电流、拉力、可搭配的螺旋桨尺寸等信息。 
  如果已知需求(规定了模型上运用到的电机转速),在拣选一款合理KV值的电机时有一个简单的计算方法。假设想买转速6 000r/min左右的电机,搭配3S锂电池,那么由已知得出电机的供电电压为11.1V,利用算式 6 000÷11.1=540,得出合理的电机KV值为540。不过所算出的数值只是理论值,还要参照模型飞机的起飞重量、飞翔方法、模型种类,综合考虑选择合适的电机。 
  种类繁多的无刷电机,到底选择哪一款才好,经常困扰着快乐爱好者。即便KV值同样,各种电机的结构、表面也可能不同。普遍来讲,小直径、长条形的是高转速电机,大直径、扁薄款的是大扭力电机(图11-图13)。


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