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[动态] 高品质无刷直流电机正版指南

说到无刷直流电机 (BLDC)，它是一种广为人知和使用的设备。它作为直流电机，用电子换向代替传统的换向器，从而实现无刷运行。与普通直流电机相比，BLDC 具有显着的优势，例如提高效率、降低噪音、延长使用寿命和最少的维护要求。本文的实质目的是阐明相同规格的 BLDC 电机之间的优劣判断标准，并帮助您确定最合适的选择。通过本文，我们将通过探讨静态结构、旋转性能和电气参数分析等多个方面来阐明特殊无刷直流电机的特性。

1. 静态结构

1.1 外观工艺

优质无刷直流电机应具有美观的外观，没有明显的划痕、凹痕或油渍。外壳通常采用耐用的铝合金制成，确保稳定性，没有松动或裂纹的迹象。检查电机内部，负责产生磁场的磁性部件应采用高性能稀土永磁材料，例如钕铁硼，磁力非常强。内部铁芯应由整齐缠绕的高纯度铜线组成。另外，电机接线应焊接牢固，不得有烙铁痕迹或烧焦痕迹。焊点应光滑整齐，无多余焊锡。

图：整齐缠绕的磁芯

1.2 轴向和径向摇摆

可以轻轻摇动外转子电机的转子或内转子电机的输出轴。对于高质量无刷直流电机，轴向或径向不应有明显的运动，因为这种运动可能表明轴承、弯曲轴、转子不平衡或设计和装配错误存在问题。这些因素如果存在，可能会影响电机在使用时的性能、安全性和噪音水平。

2、旋转性能

2.1 空载短路旋转

无刷直流电机由三相电源供电，每相都有相位差。因此，如果尝试将三根电源线中的任意两根短路并用手轻轻旋转电机，就会感觉到某个特定位置出现旋转阻力。对于高质量的无刷直流电机，铜线绕组应匝数相同且排列整齐。因此，无论哪两条线短路，用手感受到的旋转阻力应该是相似的。

2.2 旋转噪声

由于高质量的轴承、匹配良好的结构部件和高效的润滑，高质量的无刷直流电机在旋转过程中往往会显着降低噪音水平。

2.3 热性能

高品质的无刷直流电机，得益于高纯度的铜线和优良的绕线技术，在相同的绕数下，具有更低的内阻。这一特性可减少运行过程中产生的热量并提高电机效率。此外，现在一些电机在其外壳上设有通风孔以改善散热。然而，在使用过程中必须小心，防止异物从这些开口进入。

3.电参数分析

3.1 电效率

电效率是指输出功率与输入功率的比值，在相似性能条件下，更高的效率意味着更大的节能效果。一般来说，在相同的输入功率水平下，具有较大扭矩的电机往往具有较低的效率。对于模型飞机电机，更常用的参数是功率推力比（g/W），它表示与螺旋桨叶片结合产生的推力与输入功率的比率。

图：某电机不同油门下力效率数据表

3.2 三相各相电阻

前面提到，高纯度的铜线和优良的绕线技术使得相同绕线数的内阻更低。如果我们手边有万用表，我们可以测量三相之间的电阻。高质量无刷直流电机通常在三相之间表现出相对较小的电阻差异。

4、其他规格

4.1 电源线规格

优质无刷直流电机应配备电源线，电源线上有清晰的标记来指示其规格。线规应与电机的性能参数相匹配，包括线材可处理的最大连续电流和最大峰值电流。

图：美国线规 (AWG) 电缆/导体尺寸和特性

4.2 减速机类型

有些无刷直流电机配备齿轮减速机，甚至内置齿轮减速机，以达到所需的扭矩。不同类型的减速机可能会导致输出轴上的负载性能不同。此外，不同类型的减速机的噪声特性和传动效率也有所不同。下面简单介绍一下几种常见减速机的优缺点：

4.2.1 齿轮减速机：

优点：结构简单、制造容易、维护方便、成本低、承载能力高、传动效率高（一般超过98%），能够实现各种传动比。
缺点：精度受制造工艺和材料影响，噪音较大，如果忽视润滑和维护，会影响使用寿命。此外，由于其工作原理，可能会存在一些反弹。
4.2.2 行星减速机：
优点：结构紧凑、体积小、重量轻、传动效率高（一般在90%以上）、承载能力强、运转平稳、噪音低、寿命长、可逆运转。
缺点：制造精度要求高，成本相对较高，维护复杂。
4.2.3 摆线（谐波）减速机：
优点：体积小、重量轻、传动比高、精度高、运动平稳、噪音低、结构简单、易于集成。
缺点：负载能力相对较弱，对温度和负载敏感，传输效率相对较低（80%左右），重负载时效率可能会下降。
4.2.4 谐波减速器：
优点：体积小、重量轻、传动比高、精度高、运动平稳、噪音低、结构简单、易于集成。
缺点：负载能力相对较弱，对温度和负载敏感，传输效率相对较低（80%左右），重负载时效率可能会下降。
事实上，我分享的基于硬件和旋转性能评估电机质量的方法主要是用于比较多个电机并确定哪一个更好。它们并不代表对电机好坏的绝对判断。事实上，无刷电机拥有成熟的制造工艺，选择可靠的知名品牌，可以获得优质的电机和完善的售后服务。此外，选择知名品牌的热门机型也意味着社交媒体平台上会有大量的评论和分享经验，这对实际使用、故障排除和优化过程有很大帮助。