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標題: 關於電壓、電流大小與馬達轉速的關係 [打印本頁]

作者: Liie 時間: 2010年6月15日 10:07 AM
標題: 關於電壓、電流大小與馬達轉速的關係
小弟非理工科，爬了文還是不甚瞭解，來請教各位先進

1.我的馬達是4000KV的，所以7.4v理論上可以達到轉速為7.4x4000轉
問題來了：不同放電量的電池會造成轉速增快，所以該如何評估轉速？
Eg.現在使用7.4v 4000mAh 25c（最大電流100A）的電池
若改用7.4v 4000mAh 50c（假設啦...50c好貴），最大轉速會？增加一倍？

2.不同電壓造成馬達轉速不同，是否可以直接用能量公式計算？
Eg.7.4v 3000mAh 25c的馬達轉速是否與11.1v 2000mAh 25c相同？
功 = 電壓x電流 = 電壓x（鋰電池容量x放電c數）

3.撇開BEC負載不談
使用11.1v的電池，達到與7.4v的電池同樣轉速
是否電線/電變的負載比較小？（理論上通過的電壓大，但電流較小）

感謝先進
（PS.小弟是電槍玩了5年才開始玩電車的，電槍11.1v 20c 2000mAh把單、連發轉換片融毀過...）

作者: KOSMOS 時間: 2010年6月15日 10:39 AM
恩.. 大概回答一下詳細的請其他大大補足@@

1 理論轉速 4000kv  7.4v =29600 RPM沒錯.
但是因為負載的關係會掉轉速
使用高放電量的電池可以提升馬達紐力去應付亙高的負載.

紐力高  馬達實際路跑的轉速就會比較接近理論轉速
而且加速會變的比較快.

前提也是要馬達跟電便都受的了才有效@@

2 功率 =  電壓x電流也沒錯
按照這公式看7.4V 3AH 25C跟11.1V 2AM 25C能供給馬達瞬間最大功率是一樣的.

[strike]
電池上面標示的 MAH是電池容量不是輸出電流歐@@
[/strike]
馬達轉速還是跟著電壓跑 ~
容量只是影響行走時間  跟轉速紐力都沒關係
還有同樣轉速下紐力不同輸出總功率也會不一樣.
功率(馬力 = 紐力 x 轉速

通常7.4V跟11.1V的使用同樣電裝馬達輸出功率大約是差兩倍.

3 使用11.1V的電裝要達到跟7.4V 相同的輸出功率
電流的確是只有2/3  但是操控特性會完全不一樣

要注意電裝本身到底是適合什麼電壓工作歐
大多正規競賽用的電裝還是以7.4V為主.

歡迎加入RC的世界歐有空多上來交流吧^^

作者: dear1111 時間: 2010年6月15日 11:17 AM
舉個例來說吧~~
若您有機會看到鄉間小路邊灌溉用水溝上方的水車,例用水力引水灌溉或是
其他觀光用途先不論....
您可以把水車當成是馬達,水溝就當成電線,流過的水量就是電流.
若是把流速(電壓)固定,則水量(電流)越大,水車(馬達)的扭力越大.
但是若把水量(電流)當成定值,當流速(電壓)增加時,水車(馬達)的理論轉速也會增加.
不過~前題是您要考慮到過程中的功率耗損,和配備是否能承得住更大的功率~~
小弟淺見,希望能略盡棉薄之力 ^ ^

作者: jsw1121 時間: 2010年6月15日 11:30 AM
你忘記阻抗這件事情了.歐姆定律.....
C數越高的電池,代表著內阻越低,但是不是真的如電池上的標識那就不曉得了,需要靠內阻計來量,
舉例來說: 電池電壓7.4V
電池(假設內阻1歐姆)-->電變(假設內阻1歐姆)-->馬達(假設阻抗2歐姆)
1歐姆+1歐姆+2歐姆=4歐姆 7.4V/4歐姆=1.85A 整體的消耗功率7.4*1.85A=13.69W
1.85A*馬達的2歐姆=3.7V 馬達的消耗功率3.7V*1.85A=6.845W
只有供給給馬達一半的功率,那另一半去哪,被電池與電變內阻消耗,變成熱量發散出來.
所以電池與電變的內阻越低越好...

作者: tsaiyuyuan 時間: 2010年6月15日 12:35 PM
1.我的馬達是4000KV的，所以7.4v理論上可以達到轉速為7.4x4000轉
問題來了：不同放電量的電池會造成轉速增快，所以該如何評估轉速？
Eg.現在使用7.4v 4000mAh 25c（最大電流100A）的電池
      若改用7.4v 4000mAh 50c（假設啦...50c好貴），最大轉速會？增加一倍？
--> 大C數電池, 代表電池內阻小, 馬達抽載時, 壓降較少. Vdrop = I(max) x R(電池內阻)

2.不同電壓造成馬達轉速不同，是否可以直接用能量公式計算？
Eg.7.4v 3000mAh 25c的馬達轉速是否與11.1v 2000mAh 25c相同？
      功 = 電壓x電流 = 電壓x（鋰電池容量x放電c數)
-->  您列的公式是電池最大瓦特數, 與馬達沒關係, 馬達實際功耗需量測電流.

3.撇開BEC負載不談
使用11.1v的電池，達到與7.4v的電池同樣轉速
是否電線/電變的負載比較小？（理論上通過的電壓大，但電流較小)
--> 高壓低流對電器特性而言是傳導性損失變小(DC 迴路), 切換性損失變大(馬達/電變)

作者: Liie 時間: 2010年6月15日 07:24 PM
感謝諸位先輩...

總結一下，看小弟觀念是否正確

鋰聚合物電池放電數越大，代表內電阻越小
扭力越大，越快/越容易接近馬達最快轉速
（所以同電壓的電池，
放電c數/容量大小並不會影響馬達終極轉速對嗎？）

電池電壓變大，對於電變還是會帶來更大的負擔
而不是單純通過電流的問題而已...

作者: blue_heyyang 時間: 2010年6月15日 09:16 PM
電槍鈑機會熔毀的問題可以加裝FET解決,現在技術很純熟了....
(你玩了五年,我五年沒玩了

)

[ 本帖最後由 blue_heyyang 於 2010年6月15日 09:18 PM 編輯 ]

作者: 023 時間: 2010年6月15日 09:40 PM
電池的好壞..........只是讓加速度不一樣.......極速是相同的....

作者: etspage1 時間: 2010年6月15日 11:28 PM
同電壓下電池的放電能力的確會影響馬達最終的轉速 ....
但影響的幅度多寡則要看電池差距多大... 差距較小的時候比較看不出來，
現在大多低內阻電池的相互對比的確不會有那麼大的差距。
但如果拿差距甚大的電池來比較(如20C跟 40或甚至50C做比較)
極速加速都會有明顯感受。

另外先回答問題2：
理論上如果7.4V操作電流為12A，那換成11.1V操作電流為8A。
但如果要達到同樣轉速的話，必須連馬達一起更換。
7.4V使用6000KV，11.1V必須更換4000KV馬達才能有同樣的轉速...

而從第二解答可以得到，第三問題的答案
對於電線、插頭的負載會比較小。
針對電變來說
電壓高的瞬間啟動的電流會比較大，所以中低速及加速過程電變負荷較大
電變裡面FET耐壓也是電變能不能使用高壓的主要關鍵。
如果可承受的話，外接BEC就可以解決電變電壓上限的問題。

第一個問題比較難解決。因為自始至終都沒有真正可以實際紀錄或量測正確的馬達在於行車負載時電壓下降至多少，也因為這樣，無法確認該狀態下馬達轉速為多少

又因為，電池放電能力就影響到電池於行車負載狀態下之電壓
所以放電能力強者，可以取得較高行車時電壓
電壓高者轉速較高...

作者: tsaiyuyuan 時間: 2010年6月16日 01:11 AM
標題: 回復 6樓 Liie 的帖子
電池電壓變大，對於電變還是會帶來更大的負擔
而不是單純通過電流的問題而已...
--> 這部份沒有一定, 雖然高電壓會讓馬達與電變工作效率變差, 但因為 P = I平方 x R, 降低電流會是提昇整體效率最佳途徑 ( P-lose 產生在整體DC路徑上的損耗, 以及電變內MOSFETS導通時的損耗), 但前提是馬達KV值必須要低, 否則 switching lose (產生在 MOSFET本身開關時 & 馬達線圈的delta I).

作者: etspage1 時間: 2010年6月16日 10:22 AM

原帖由 tsaiyuyuan 於 2010年6月16日 01:11 AM 發表
電池電壓變大，對於電變還是會帶來更大的負擔
而不是單純通過電流的問題而已...
--> 這部份沒有一定, 雖然高電壓會讓馬達與電變工作效率變差, 但因為 P = I平方 x R, 降低電流會是提昇整體效率最佳途徑 ( P-lose 產生 ...

樓主都說他不是理工科的了，怎麼看的懂這些....
另外 ....上面標示紅色的兩句，不是剛好相互矛盾嗎?
增加電壓使馬達及電變效率變差，但是增加電壓所帶來的電流下降卻又讓整體效率提升?

簡單的來說就是，在電線及電變不變的情況下，電壓增加後，消耗於線路上的損失會下降。
但對應而來對於馬達在運轉的過程，轉速必須壓低，才能讓整體效率提升。
達到電能能夠於低損失的情況下，轉換成馬達轉動的動能....

相較於馬達運轉時磁極的轉換速度，fet必須高於馬達反應極多倍，才能有更好的效率。

聽不懂?
就是，隨著您將電壓增加，理論上乘上馬達KV值後，轉速應該比7.4高。
但是，想要達到更高的效率，就必須將馬達KV值降到乘上使用電壓後，比本來使用7.4V的馬達轉速還低。
這樣效率就會提高，效率提高的同時，計算消耗功率是否大於7.4V使用狀態。
有的話，車速就會提高。

還不懂? 以下舉例(馬達功率及KV由Tekin官網標示為例) 附網址
7.4V 使用 3.5T馬達(10800KV)，得馬達轉速79920轉(理想)。
馬達標示功率 630W (於7.4V) 7.4V時消耗功率為 630W 電流630/7.4=85.135A

11.1V使用7.5T馬達 (6100KV) 得馬達轉速67710轉(理想)。
馬達標示功率352W(於7.4V) 11.1V時消耗功率 792W 電流792/11.1=71.35A

14.8V使用 135T馬達(3500KV) 得馬達轉速 51800轉(接近達成)。
馬達標示功率 201W(於7.4V) 14.8V時消耗功率 804W 電流 804/14.8=54.32A

上為粗略計算
馬達約略電阻計算：標示功率(7.4V) / 電壓*電壓= 馬達電阻
實際還需將運轉時轉速提升後，殘留於線圈的"感抗"及電磁方向轉換抵抗殘留磁阻(鐵損)計算。
故轉速越低，效率會越高，也是為什麼隨著電壓提升，小弟選擇的馬達KV越低。

但隨即產生的則是低轉時控制粗操。

作者: tsaiyuyuan 時間: 2010年6月16日 03:48 PM
標題: 回復 11樓 etspage1 的帖子
抱歉沒說清楚, 讓您誤解我的意思, 但是看您發文應該懂點電子才對, 怎麼會曲解??????
簡單講, 任何電器回路的效率損耗都同時包含AC & DC lose.
DC lose :
電源路徑 + MOSFET conduction lose + 馬達線圈銅損.
AC lose :
MOSFET的switching lose & 馬達磁損 / 磁滯 / 感抗 & 電感性delta I,
結論 :
但因為I2R的關係, DC lose 通常電流佔整體lose 的比重較高, 所以靠昇壓降流的方式來抑制DC lose, 但因為電壓提昇勢必AC lose會昇高, 且馬達轉速越高AC lose越高, 這時必須降KV來抑制.
兩者取得平衡才能發揮藉高壓低流來提昇效率的效果, 以我的F103為例, 3S-LIPO + TEKIN 13.5T(3500KV) + 4度進角 + 高齒比操萬板40分鐘下來馬達溫度只有溫溫的而已.
另外您說 "低轉時控制粗操" 建議您可以試試有感馬達或換個電變試試, 目前我用卡斯特系列產品低速性真的是一流.

[ 本帖最後由 tsaiyuyuan 於 2010年6月16日 03:57 PM 編輯 ]

作者: etspage1 時間: 2010年6月16日 04:22 PM
標題: 回復 12樓 tsaiyuyuan 的帖子
簡單的電子是有點小了解~ 小弟是讀電機的... 大多都在"工業配線" 很難碰到小電壓電流 ... 所以了解也僅限於後來摸RC的部分，而後回頭想高工上課的內容..

前面發的低轉時控制粗操講的是普通的電變，當然不是指Tekin or LRP這種等級的電變... 而低轉速當然也不會講到5萬轉 ... 我指的是起始低轉要爬上中轉的這段 ....

房車較不明顯，最近小弟摸的摩托車，就比較明顯 ...

補充 .... 您打的有點太學術了 .... 我想回覆的是讓不懂的人也聽的懂的內容，會簡化掉困難的專有名詞... 看的懂的人會覺得過於簡單^^

但是在站會好心回覆的人，應該也希望發問者可以真的看懂吧^^

作者: Liie 時間: 2010年6月16日 07:17 PM
嗯...嗯...嗯嗯....
（低頭猛抄筆記，猛點頭假裝聽得懂）

大致上...應該...（咳血）懂....

感謝各位大大...

之前看過教學文章
不同電壓配馬達時，儘量讓最大轉速維持在4萬（還是3萬？）轉以內
（Eg. 7.4v x 4000kv, 11.1v x 3000kv, 14.8 x 2300kv）
馬達的效率會比較好，也比較不會容易損壞（馬達轉子？培林？）
其他則是配齒比，應該是降子

總之...感謝各位大大（嘔出鮮血）

作者: 格斯 時間: 2010年6月16日 07:30 PM
所以我馬達4200KV 搭配7.4V Lipo 最高可達31080RPM 囉~!

作者: 龍崗小吳 時間: 2010年6月16日 08:06 PM

原帖由 Liie 於 2010年6月16日 07:17 PM 發表
嗯...嗯...嗯嗯....
（低頭猛抄筆記，猛點頭假裝聽得懂）

大致上...應該...（咳血）懂....

感謝各位大大...

之前看過教學文章
不同電壓配馬達時，儘量讓最大轉速維持在4萬（還是3萬？）轉以內
（Eg. 7.4v x 4000kv, 11.1v x 3000kv, 1 ...

ccc
如何搭配出最佳效率是玩車的車友一直在追求的目標。
而不同的車種，不同的需求，還得搭配不同的齒比來達到玩車的樂趣。
如何搭配就看你自己高興啦！
我自己之前玩1/10 SCRT10就用2600KV的無刷，搭配著11.1V2300mA的鋰電，可以玩個十分鐘以上，自己玩得爽就行啦！

作者: 龍崗小吳 時間: 2010年6月16日 08:11 PM

原帖由格斯於 2010年6月16日 07:30 PM 發表
所以我馬達4200KV 搭配7.4V Lipo 最高可達31080RPM 囉~!

當你馬達無負載時，約略可以達到此目標。
但是裝在車體上有許多磨耗與動能損失，就得打個折了！
下地跑時還得加上摩擦係數、地面的阻力、風阻......等等。

作者: etspage1 時間: 2010年6月16日 08:28 PM

原帖由 Liie 於 2010年6月16日 07:17 PM 發表
嗯...嗯...嗯嗯....
（低頭猛抄筆記，猛點頭假裝聽得懂）

大致上...應該...（咳血）懂....

感謝各位大大...

之前看過教學文章
不同電壓配馬達時，儘量讓最大轉速維持在4萬（還是3萬？）轉以內
（Eg. 7.4v x 4000kv, 11.1v x 3000kv, 1 ...

轉速越低，馬達效率會越好，但是轉速低的馬達製造出來的功率比較低。
MOD跟STOCK的馬達特性就不同 .... 不能相比 ..
不追求車子的最高極限當然是以低轉速來使用車子，車子耐用度，馬達的溫度，都會低許多。
如果在較大的場地跑 ... 直線較長的話，馬達跑起來最少都要是50度左右了...(這樣算效率很好的馬達)
有時候馬達外殼溫度都可以高達70~80度(核心溫度就更高了)。

功率越高，力量越大；轉速越高，效率越低
又高KV馬達功率較高... 所以高電壓去壓榨低KV馬達得到適當的轉速(40000~50000轉)可以有最佳的效率。
但是電池的尺寸就是問題了 ... 所以大多都還是使用11.1V，將馬達轉速控制在5~6萬
MOD或者大場地甚至有人使用到7W~8W(理論值)的馬達。(11.1V配合7700KV...)

作者: tsaiyuyuan 時間: 2010年6月17日 01:11 AM
標題: 回復 13樓 etspage1 的帖子
前面發的低轉時控制粗操講的是普通的電變，當然不是指Tekin or LRP這種等級的電變... 而低轉速當然也不會講到5萬轉 ... 我指的是起始低轉要爬上中轉的這段 ....
--> 純交流, 這部分與電變程式有絕對關係, 舉個例假設某馬達的啟動電壓是3V, 在7.4V 應用時, MOSFET的switching dyty cycle = 3/7.4 = 40%, 也就是mosfet 在開始的第一個相位供電40%的時間, 之後60%的時間電變不做工, 但要去臆測後60%的轉子行進位置, 然後再去turn on 下一個phase, 而在11.1V應用時dyty cycle = 3/11.1 = 27%, 電變需去臆測後73%的行進位置, 想當然爾 11.1V的難度會較高, 雖有反電動勢可以輔佐計算, 但仍然是考驗電變程式的撰寫功力, 程式寫的不好可能會燒馬達, 線性不佳, 或馬達反轉, 最好的解決辦法就是換有感無刷, 供參考.

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