電機KV值與轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系
很多玩無人機的都會碰到電機和螺旋槳適配的問題,大家常遵循的一個原則就是:大KV配小槳,小KV配大槳。那KV值是什么?對電機性能又有什么影響呢?為什么KV值影響槳葉的選擇呢?
首先,看一下KV值是什么,KV值是每V電壓下電機空載下可以達到的轉(zhuǎn)速,單位是:rpm/V。想通的電機結(jié)構(gòu)和尺寸下,不同的KV值表示電機繞組的匝數(shù)不同。繞線匝數(shù)多的,KV值低。而繞線匝數(shù)少的,KV值高。舉個栗子:如果我們使用4S電池(14.8V)給2300Kv電機供電,理想情況下最大轉(zhuǎn)速將約為2300x14.8=34040轉(zhuǎn)每分鐘。但實際上,總會存在一定的負載,在遙控模型領(lǐng)域,這可能是由于軸承摩擦力、空氣阻力、螺旋槳,電機無法達到那個理想轉(zhuǎn)速,它始終會稍微低一些。
上面例子我們可以根據(jù)電機的電壓方程進一步理解一下。假設(shè)電機采用 id=0 控制,根據(jù)電壓方程:
可知負載大時,電壓圓和iq軸相交于A點,電機轉(zhuǎn)速稍低;負載小時,電壓圓與iq軸相交于B點電機轉(zhuǎn)速較高。對于不同的電機,KV值大的,相同電壓下能達到的理想最高轉(zhuǎn)速就大,KV值小的,相同電壓下能達到的理想最高轉(zhuǎn)速小。前面轉(zhuǎn)速高低的對比是在同樣給定電壓下對比的,實際上我們可以通過調(diào)整供電電壓使得不同KV值的電機達到相同的轉(zhuǎn)速,可以自己看上面的電壓方程理解一下。

上面講了KV值對電機轉(zhuǎn)速的影響,接下來講KV值對電機性能的影響,主要是對電機轉(zhuǎn)矩的影響。為什么大KV配小槳,小KV配大槳呢?實際上這么說僅僅只是為了方便適配電機和槳葉,實際上大KV值也可以配大槳葉,由上面KV值的介紹可知,大KV值意味著電機能夠達到更高的轉(zhuǎn)速,而大的槳葉以更高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),需要更大的轉(zhuǎn)矩,通俗的講既要跑的快,又要出力大(螺旋槳的轉(zhuǎn)矩和旋翼的面積和轉(zhuǎn)速有關(guān))。根據(jù) ?可知輸出功率更大,你將從電源以吸取過多電流而使電機超載。如果你的電機散熱做的足夠好,比如增加水冷套這完全沒有問題,電機不會由于超載而燒毀。如果沒有配置更好的散熱方案,要么降低電源電壓,降低電機轉(zhuǎn)速,防止電機過載。要么老實使用小的槳葉,防止電機過載。