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[其他] 空心杯一般说的是什么?别想歪了,空心杯电机拆解研究

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发表于 2020-4-26 19:50:26 | 显示全部楼层 |阅读模式

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看到空心杯这3个字,大家不要被它的名字误导
0D7A6gQjp_HHRS.jpg
这种电机并不是中空的,这里的空心意思是中间没有传统电机的铁芯转子,线圈看起来就像个杯子。
0x5vz7pty_3zEg.jpg
空心杯电机是直流电机的一种特殊形式,它可以做成无刷的,也可以做成有刷的。
我们以直流有刷空心杯电机为例,大家看这张爆炸图。
作为一个电机,永磁体,线圈,换向器,碳刷一个都不能少
只是结构上和传统直流有刷电机完全不同。
04taAnbLS_seHy.jpg
0TMGBDwcw_gUVG.jpg
空心杯电机最大的特点就是这个像杯子一样的线圈,它没有其他支撑结构,完全由导线绕制而成,线圈通过连接板,和换向器,主轴链接到一起。他们共同组成了转子。一般情况下这个连接板由塑料和环氧树脂组成。它的作用有固定导线和传递力矩。线圈在磁铁和外壳之间的缝隙中旋转,从而带动整个转子旋转。
0esIx3COe_VWQ4.jpg
这种结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗,由于转子重量大幅降低,所以转动惯性减小,相比传统铁芯电机,大扭矩急加速急减速性能突出。
整体来说,它有体积小,效率高,功率密度高,可控性高,噪音小,散热效果好等等很多优点。
XUnFQerV_snvX.gif
当然,有得必有失,它也是有缺点的,由于没有铁芯支撑,线圈只能做得很薄,这也导致了线圈和输出轴的连接强度有限,所以整体不可能做的太大。一般空心杯电机最大功率也就是几百瓦。
05m6zEhSA_4Xgj.jpg
综合看来,空心杯电机可以应用在需要快速响应的系统中。如导弹的飞行方向快速调节,相机快速自动调焦,工业机器人,仿生义肢等,在这些领域,空心杯电机能很好地满足其技术要求。
因为空心杯电机体积小,很多对体积有要求的商品都采用了空心杯作为动力元件。比如;玩具车,航模、电动牙刷等
0ApfyMWVb_X965.jpg
今天我们拆解的主角就来自一个玩具四轴飞机,果然,很小很强大
YgpOqmS4_R54e.jpg
有朋友问无刷空心杯是怎么回事

我们来看下这张对比图

0zgc4AYrj_DRRB.jpg
从图中可以看出,有刷和无刷的区别在于
1.有刷用物理碳刷和换向器的配合来完成换向,无刷电机没有这种物理结构,线圈导线直接连接到控制器
2.无刷多了个霍尔
3.有刷是线圈,换向器和连接板在外壳和永磁体中间旋转,他们共同组成转子。无刷的线圈是固定的,磁铁在中间旋转,同时也是转子。
无刷电机的控制部分牵扯到硬件和软件,非常复杂,这里就不展开讲了。主要就是在霍尔传感器的配合下,在合适的时间给线圈合适的电流,把机械换向变成电子换向


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发表于 2020-4-26 20:20:39 | 显示全部楼层
空心杯电机散热效果不知道和水冷比哪个更好
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发表于 2020-4-26 20:26:42 | 显示全部楼层
加油 赶超 硬核拆解 那家伙!
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发表于 2020-4-26 21:23:56 | 显示全部楼层
很好的科普贴。
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发表于 2020-4-26 21:52:25 | 显示全部楼层
我觉得主要为了降低转子惯量,有些nidec内转子无刷电机,虽然定子有铁芯,但是转子采用空心杯结构,杯壳上压入一圈粘结钕铁硼。载重大的航模很多外转子无刷,载重很小玩具航模空心杯减速电机,微型版本航模空心杯直驱电机。
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 楼主| 发表于 2020-4-26 22:03:37 | 显示全部楼层
whseen 发表于 2020-4-26 21:52
我觉得主要为了降低转子惯量,有些nidec内转子无刷电机,虽然定子有铁芯,但是转子采用空心杯结构,杯壳上 ...

对的。发现好多人玩穿越机用空心杯,但是也有缺点,过载大了容易烧
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发表于 2020-4-26 22:07:52 | 显示全部楼层
线圈不知道怎么绕的看着挺复杂的
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发表于 2020-4-27 09:53:20 | 显示全部楼层
楼主的帖子很用心,看着能学到东西,支持一下!
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发表于 2020-4-27 10:05:19 | 显示全部楼层
不会甩的变形才行
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发表于 2020-4-27 10:12:42 | 显示全部楼层
科普贴,支持。
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发表于 2020-4-27 17:19:36 | 显示全部楼层
涨姿势了,空心杯如果做成低转速,大扭矩的电机,是不是要有优势点?
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发表于 2020-4-27 18:34:19 | 显示全部楼层
涨姿势了,空心杯如果做成低转速,大扭矩的电机,是不是要有优势点?
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发表于 2020-4-27 20:06:15 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
没拆过空心杯电机学习了,谢谢科普知识。
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发表于 2021-7-11 16:02:37 | 显示全部楼层
空心杯做无刷的话,转子就只能是磁铁了,失去小动量的优势,只有小重量的优势还在

不过在同等最大外径的条件下,空心杯内转子的半径可以增大,相应的增大了扭矩
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发表于 2021-7-11 20:31:00 | 显示全部楼层
好好写,此贴能成精。
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发表于 2022-7-7 21:09:02 | 显示全部楼层
折线真难绕!!
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发表于 2022-7-7 21:38:37 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
有刷空心杯是不是可以理解成外转子电机。
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发表于 2022-7-7 22:42:56 | 显示全部楼层
印刷电机就一个园片,夹在2片磁铁中间,也有异曲同工之妙。
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