無(wú)刷電機(jī)參數(shù)及特性
1、尺寸
大家選擇無(wú)刷電機(jī)，會(huì)看到很多命名類似的型號(hào)，如2216、2814等，這個(gè)數(shù)字，前兩位是定子外徑（mm）、后兩位的是定子高度（mm）。定子的外徑和高度越多，定子的鐵芯越大，線圈繞的匝數(shù)也越多，表現(xiàn)出來(lái)就是電機(jī)的功率越大。當(dāng)然，尺寸越大功率越大，但重量也越大。
如某電機(jī)是2216，表示定子外徑是22mm，定子高度是16mm。定子外徑和定子高度與電機(jī)的功率成正比，2218的比2212的電機(jī)定子高度高，肯定是功率同樣也大。這個(gè)尺寸的意義在于看型號(hào)就可以比較兩個(gè)電機(jī)的功率大小，但這個(gè)一般只是比較定子外徑相同而高度不一樣，或者高度一樣而外徑不一樣，定子外徑和高度都不一樣的很難通過(guò)此型號(hào)比較。
需要注意的，此尺寸是指定子的，不是指電機(jī)外型尺寸，電機(jī)殼的厚度、散熱糟形、底座高度等都影響電機(jī)外型尺寸，所以用定子尺寸做功率的判斷比用外型尺寸要標(biāo)準(zhǔn)和靠譜。
2、電機(jī)槽數(shù)和極數(shù)
1）槽數(shù)（N）：定子鐵芯的槽數(shù)量。無(wú)刷電機(jī)是三相電機(jī)，所以槽數(shù)是3的倍數(shù)。
2）極數(shù)（P）：定子上磁鋼的數(shù)量，磁鐵必定是南北極成對(duì)使用，極數(shù)必然是偶數(shù)。
電機(jī)槽數(shù)和極數(shù)有些電機(jī)型號(hào)直接寫(xiě)為槽數(shù)N極數(shù)P，如12P14N，是12槽14極的意思。
3）槽數(shù)和極數(shù)特點(diǎn)
a、槽數(shù)(N)和極數(shù)(P)都與越最高轉(zhuǎn)速成反比，就是槽數(shù)（極數(shù)）越小，電機(jī)的最好轉(zhuǎn)速越高。如9N12P的最高轉(zhuǎn)速比12N14高。
b、在槽數(shù)(N)相同的情況下，極數(shù)(P)與扭力成正比，極數(shù)越大，扭力越大。
c、一般情況下，槽數(shù)(N)和極數(shù)(P)越大，電機(jī)頓挫感越?。ㄔ陔姍C(jī)不帶電的時(shí)候，用手轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，會(huì)感覺(jué)一卡一卡的頓挫感），理論上電機(jī)振動(dòng)會(huì)更少，但由于槽數(shù)多了后很難做好動(dòng)平衡。
3、KV
無(wú)刷電機(jī)KV值定義為轉(zhuǎn)速/V，意思為輸入電壓增加1伏特(V)，無(wú)刷電機(jī)空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分鐘）增加的轉(zhuǎn)速值。從這個(gè)定義來(lái)看，電壓與電機(jī)空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速是遵循嚴(yán)格的線性比例關(guān)系的，并且是常量，無(wú)論電機(jī)在那個(gè)工作電壓，電壓和轉(zhuǎn)速的關(guān)系都遵從值。
1）空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的計(jì)算
記住，這個(gè)值是指電機(jī)空轉(zhuǎn)沒(méi)有帶螺旋槳等負(fù)荷下的轉(zhuǎn)速與電壓的關(guān)系，如KV是650，在11.1V電壓下空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速是 11.1×650 = 7215轉(zhuǎn)/分鐘，KV值是900，同樣電壓下的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速是9990轉(zhuǎn)/分鐘。
2）高低KV值的相對(duì)比較（只有相同的定子外徑和定子高度的同一個(gè)型號(hào)，不同的KV值沒(méi)有太大比較意義，如某某牌子的2216電機(jī)，有650KV、800KV、900KV三種型號(hào)）
| 高KV | 低KV |
| 定子線圈繞線匝數(shù) | 少 | 多 |
| 最高輸出電流 | 小 | 大 |
| 相同電壓下扭矩 | 小 | 大 |
| 相同電壓下轉(zhuǎn)速 | 高 | 低 |
| 匹配螺旋槳直徑 | 小 | 大 |
3）不能通過(guò)KV比較電機(jī)的好壞，不能說(shuō)KV380的比KV600的好，同一個(gè)型號(hào)不同KV值的電機(jī)價(jià)格是一樣的。
4、外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子
無(wú)刷電機(jī)根據(jù)定子的位置，可以分為外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子兩種。
1）外轉(zhuǎn)子：定子在里面，轉(zhuǎn)子在外面叫外轉(zhuǎn)子。
上圖是典型的外轉(zhuǎn)子電機(jī)，轉(zhuǎn)子在外面包著定子，轉(zhuǎn)子和外殼合在一起，轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，外殼（不包括底座）和輸出軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)轉(zhuǎn)子扭矩比較大，KV值低。
2）內(nèi)轉(zhuǎn)子
跟外轉(zhuǎn)子相反，內(nèi)轉(zhuǎn)子是定子包著轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，只是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)（外殼不轉(zhuǎn)）。內(nèi)轉(zhuǎn)子扭矩比較小，KV值高。
如何確定對(duì)螺旋槳有自緊功能的電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向
有些電機(jī)對(duì)螺旋槳有自緊功能，如果電機(jī)上標(biāo)明了電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向就非常容易區(qū)分。而有些電機(jī)上沒(méi)直接標(biāo)明轉(zhuǎn)向，需要先確定好這個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)向，搞錯(cuò)轉(zhuǎn)向不但沒(méi)有自緊功能，還會(huì)把槳射出來(lái)。
確定電機(jī)轉(zhuǎn)向很簡(jiǎn)單，把子彈頭（螺母）擰入進(jìn)電機(jī)軸一點(diǎn)，一手拿著子彈頭（螺母）不動(dòng)，另外一只手轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)外殼，如果電機(jī)外殼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候子彈頭（螺母）會(huì)向電機(jī)方向擰緊的話，這個(gè)方向就是電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。
力效表
正規(guī)廠家出的電機(jī)，都有電機(jī)的力效表，力效表有什么用，怎樣看呢？
先看一某電機(jī)的力效表：
是不是覺(jué)得很復(fù)雜，仔細(xì)看下，其實(shí)也很簡(jiǎn)單。力效表是廠家對(duì)某一個(gè)電機(jī)，在不同螺旋槳、電壓、電流下測(cè)出其拉力、轉(zhuǎn)速、溫度等參數(shù)。
（1）分組
每個(gè)力效表是針對(duì)螺旋槳和電壓進(jìn)行分組，如上所列所示的力效表，分成：APC1047-14.8V;APC1238-11.1V;APC1147-14.8V;APC1047-18.5V;APC1238-14.8V 6組的力效表。
螺旋槳的規(guī)格基本是廠家認(rèn)為跟電機(jī)KV想匹配的幾個(gè)尺寸，電壓是在電機(jī)工作電壓下選取幾個(gè)常用的電壓。
（2）力效表參數(shù)
選定好螺旋槳和電壓后，選擇一個(gè)電流進(jìn)行測(cè)試，如上表的第一行。
1）電流：選擇一個(gè)電流進(jìn)行測(cè)試，一般是從小到大，直到該電壓的下的最大工作電流。有些會(huì)同時(shí)標(biāo)出油門(mén)（最大電流）的比例。
2）拉力：在電流下測(cè)出的拉力，有些會(huì)同時(shí)標(biāo)出占最大拉力比例（比例越小表示電機(jī)拉力越充沛）、轉(zhuǎn)速（有轉(zhuǎn)速可以估算出飛行器的上升速度）、溫度（實(shí)際使用中可以測(cè)量電機(jī)溫度評(píng)估電機(jī)是否異常）。
3）功率：電壓×電流得到功率。
4）力效：拉力/功率得到力效，表示每W功率下電機(jī)的拉力，力效越大表示效率越高。同樣重量的飛行器，力效越大的電機(jī)，懸停的時(shí)間越長(zhǎng)。
（3）從力效表得到的信息
1） 電流越小，力效越大。如下圖的拉力/力效圖表看到，拉力/力效是一條下降的線，電流小力效大但拉力同時(shí)又小，電流大力效小但拉力大。
2）選擇最合理的電機(jī)拉力
最小電流力效雖然大，但拉力小，浪費(fèi)了電機(jī)功率，最大電流力效最小又不能選擇，只能選擇中間段的力效。力效建議不要不大小于7g/W。
同時(shí)要考慮飛行器實(shí)際飛行需要的拉力，如一個(gè)總重量是1200g的四軸，理論上每軸300g拉力就可以起飛，但飛行器要前進(jìn)后退轉(zhuǎn)彎翻滾，還有定點(diǎn)時(shí)候不斷調(diào)整各軸電機(jī)拉力，風(fēng)大要用拉力對(duì)抗風(fēng)速，所以就是300g拉力肯定是不夠的，至少要留30%以上的要做拉力冗余，最好是50%-60%，就是要有600g的拉力，查表看到600g的力效是7.37g/W，比300g時(shí)候的9.65g/W低，但也算是合理范圍中。
如果需要的拉力的力效太小，這時(shí)候就要考慮選擇其它電壓和螺旋槳找力效，如果還是太小，說(shuō)明這個(gè)電機(jī)不適合你用，要換電機(jī)了。
3）計(jì)算任意點(diǎn)力效
如要計(jì)算的拉力沒(méi)在力效表上的時(shí)候，如410g等，怎樣算呢？
上圖所示的拉力/力效圖是個(gè)曲線，但兩點(diǎn)間的我們可以看作是直線，通過(guò)線性的公式計(jì)算出任意點(diǎn)的力效。
(N2-N1)/(A2-A1) = (N2-Nx)/(A2-Ax)
Ax = A2- (A2-A1)*(N2-Nx)/(N2-N1)
N2：比要計(jì)算拉力的大的下一條數(shù)據(jù)的拉力；
A2：比要計(jì)算拉力的大的下一條數(shù)據(jù)的電流；
N1：比要計(jì)算拉力的小的上一條數(shù)據(jù)的拉力；
A2：比要計(jì)算拉力的小的上一條數(shù)據(jù)的電流；
Nx：要計(jì)算的拉力；
Ax：要計(jì)算拉力所需要的電流；
例如：電機(jī)需要的拉力是386g，在力效表找到比386g大和小的最近的兩條數(shù)據(jù)，代入公式：
Ax = 3- (3-2.1)*(400-386)/(400-300) = 2.874A
功率：2.874 * 14.8 = 42.54W
力效：386/42.54 = 9.07/gW
如果A2已經(jīng)是第一條，那樣A1=0 N1=0，也可以計(jì)算。兩個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)越近計(jì)算出的結(jié)果越準(zhǔn)確，否則誤差越大。
4）能估算飛行器的最大懸停時(shí)間
如四軸總重量是1200g，每軸拉力要300g，從表得到電流是2.1A，4個(gè)電機(jī)總電流是8.4A，電池是4S 2600mAh， 估計(jì)最大的懸停時(shí)間是：2600/1000/8.4*60 = 18分鐘。
（4）力效表得到的規(guī)律
1）電壓相同、螺旋槳尺寸不同力效比較
| APC1047 | 14.8V | 0.4A | 16.89g/W |
| APC1147 | 14.8V | 0.4A | 16.89g/W |
| APC1238 | 14.8V | 0.3A | 22.52g/W |
12寸的力效比10寸和11寸明顯大，也就是說(shuō)一般情況下相同的電壓，螺旋槳直徑越大，電機(jī)的效率越高。我們選擇槳葉的時(shí)候，如果是為了最大留空時(shí)間，就盡量選擇槳葉直徑大的螺旋槳。
2）螺旋槳尺寸相同、電壓不同力效比較
| APC1047 | 14.8V | 0.4A | 16.89g/W |
| APC1047 | 18.5V | 0.3A | 18.02g/W |
| APC1238 | 11.1V | 0.5A | 18.02g/W |
| APC1238 | 14.8V | 0.3A | 22.52g/W |
上面兩組螺旋槳尺寸相同、電壓不同力效的比較，可以看到電壓高的力效比電壓低的要高點(diǎn)，因?yàn)殡妷焊唠姍C(jī)電阻小，所以效率會(huì)更高。在可能的條件下，用大S數(shù)的電池有利于增加飛行器留空時(shí)間。
（5）力效表優(yōu)缺點(diǎn)
1）正規(guī)廠家的電機(jī)都會(huì)有對(duì)應(yīng)的力效表，力效表對(duì)于我們選擇合適的電機(jī)、電壓、螺旋槳有極大的幫助。
2）不少電機(jī)沒(méi)提供力效表，如果你不是對(duì)某個(gè)電機(jī)的性能很有經(jīng)驗(yàn)，建議只選擇有力效表的電機(jī)。
3）有些力效表缺100%油門(mén)拉力，無(wú)法判斷拉力的余量；有些拉力表從50%的油門(mén)開(kāi)始測(cè)試，無(wú)法知道低比例油門(mén)的力效情況。
4）只有少部分提供轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，難以對(duì)飛行器速度做估算。
5）有些拉力表只有1-2條數(shù)據(jù)，很難準(zhǔn)確的計(jì)算所需要的力效。
6）力效表限于某幾個(gè)螺旋槳（大多是APC、DJJ等幾個(gè)廠家）進(jìn)行測(cè)試，T-motor的力效表的都是用自家的螺旋槳。我們選擇螺旋槳，盡量選擇廠家推薦的規(guī)格，至少要直徑相同。對(duì)于T-motor等只用自家槳的，用同樣規(guī)格（或者相同直徑）的其它槳代替，也是可以的。
7）力效表存在不準(zhǔn)確、有水分的情況。廠家測(cè)試的條件、標(biāo)準(zhǔn)不同，力效表在實(shí)際使用中肯的會(huì)有差別，但至少能縮少我們找最優(yōu)方案的范圍。在你對(duì)某個(gè)力效表深表懷疑的時(shí)候，最好的方法是不要用這個(gè)電機(jī)，找你覺(jué)得靠譜的力效表去做參考。
