电机功率与磁钢高度的关系

四川办事处

最近有网友打电话问我，可不可以买某电机，功率60V2000W，磁钢高35mm。我给大家讲一下电机那点破事儿吧。

电机是铜线绕的，根本没有可以耐多少电压的说法。电机怕什么，怕的是发热，因为电机内部的线圈是漆包线，如果内部温度高到130度左右，线圈的绝缘漆（现在电机线圈用的绝缘漆就是130度左右）会熔化掉。那是什么决定了电机内部温度呢？决定电机内部温度主要有两个因素，一个是发热，一个是散热。

决定电机发热量的是电机一匝线圈的粗细（当然也有材质的因素，只是我们肉眼看不出来，而且根据厂家用料质量价格与良心的因素，多数电机的线圈材质都是一样的，这里我们只能忽略这个因素）和电机功率。一匝线圈越细，发热量越大，电机功率越大，发热量越大。所以，我们要降低电机的发热，只有两个手段，一个是增加单匝线圈的粗细，另一个是降低电机功率。记住这个红色字体标注的方法，我后面会仔细讲解。

决定电机内部温度的另一个因素是散热，为了更好的散热，这要求电机有更大的散热面积和热容体积，这主要是指电机的尺寸大小与磁钢高度，至于在电机端盖上增加散热和热容体积，因为我无法去预知厂家的用料，只能暂时视为相同，大家在购买电机时再去考虑更好的端盖。举例，一个12寸电机比一个同磁钢高度的10寸电机的散热面积和热容体积多44%（去计算一下圆面积），当然，体现在价格上，也是1.44倍左右了。一个45mm高磁钢的10寸电机比30mm高磁钢的10寸电机的散热面积和热容体积多50%，当然，价格也是1.5倍以上了。某电机30mm10寸卖350，45mm10寸卖到1200，哈哈，利润大大滴，合不合理那是别人的事，我们这里不讨论这些。有朋友会问，那么是大尺寸好还是增加磁钢高度好，这就要看具体情况了。不过，川办的建议，目前满盘电机最好不要用13寸，因为这个尺寸的电机没有量，配套存在一系列问题，产品多为拼拼凑凑完成，不稳定，价格也太高。

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讲一下电机那些数据的基本原理。

什么决定了电机的单位电压的转速度？答案：线圈内阻。
都知道，功率越大，电机速度越快，功率=电流*电压，电流=电压/线圈内阻，所以，电机线圈内阻越小，电流越大，电机功率越大，单位电压的转速度越快。


什么决定了线圈内阻？答案：线圈长度与粗细。
导线的阻值与长度成正比，与截面积成反比，就是说，线圈越长，线圈的内阻越大，电机转速度越慢；线圈越细，电机转速度越慢。

怎么改变电机转速度？答案：改变线圈长度与粗细。
要让电机的转速度变快，就要让线圈变短或变粗；反之，要让电机的转速度变慢，就让线圈变长或变细。

怎么让电机线圈变长或变短？答案：改变线圈匝数或磁钢高度。
先来看一下改变线圈匝数，比如，我们做一个10寸的电机，定子齿槽数为54槽（这里我插一下定子齿槽数的内容，我们电动车的电机都是三相的，定子齿槽数都是3的倍数，因为一方面要减少没有入槽的铜线量，另一方面要保障线圈磁力线与转子磁钢的距离，一般不会用太少的槽数来做，比如，你做一个9槽的定子，那铜线有90%都是无效的，无法产生磁力线，所以，越多的槽数，有效线圈比例越大。但也不能无限大，比如你做一个99槽的，那每槽的面积就非常小了，能进槽的线圈总粗细就限制了。目前，10寸电机定子最佳槽数是51或54。），现在是5匝，每匝是13根粗0.51平方的线，电机在48V电压下的转速度是360转/分钟，问，如果将线圈减少为3匝，电机的转速度是多少？答案是360*（5/3）=600转/分钟。但实际不止这个结果，因为减少匝数后，齿槽内的线圈满槽度低了，只有总3*13根，少了2*13根，我们可以增加每匝线圈的数量，从每匝13根增加到21根，这样每匝线圈的截面积又增加了，内阻进一步变低，转速度还会变快，结果就是600*（21/13）=969转/分钟。虽然我们通过减少线圈匝数增加了电机的转速度，但这里出现了一个严重问题，48V360转/分钟的功率大约是350W，而969转/分钟的功率大约是3500W，功率加了10倍，而导线面积只增加了21/13=1.6倍，这样的电机会严重发热。那么，我们在减少线圈内阻时，不能只减少线圈匝数，我们还得增加磁钢高度，实际是增加定子高度（配合增加转子磁钢高度来保障有效磁力线），当定子高度增加时，线圈变长，内阻增加，来抵消减少匝数带来的功率快速增加。比如上面的例子，我们可以同时增加磁钢高度为5/3倍为50mm，这样线圈长度就可以保持不变，只是面积增加1.6倍，转速度就只会从原来360转/分钟变为360*（21/13）=580转/分钟，这个功率约为1000W，增加了2.8倍，而散热面积和热容体积都增加了50/30倍，相当于2.8倍的导散热，线粗增加了1.6倍，所以，电机的温度不会上升，还会降低。

好了，讲到这里，大家应该明白了，要增加电机的功率，一定伴随磁钢高度的增加来完成的，磁钢高度与功率有一个对应关系，下面我列举一些：

尺寸功率       速度       磁钢高度大于
10寸350W     30            25mm
10寸500W     36            27mm
10寸800W     40            30mm
10寸1000W   42            35mm
10寸1200W   45            35mm
10寸1500W   48            40mm
10寸2000W   55            45mm
10寸2500W   60            50mm
10寸3000W   65            55mm
10寸4000W   85            60mm
10寸5000W   90            65mm
10寸7000W  100           70mm

12寸800W     40            27mm
12寸1000W   42            30mm
12寸1200W   45            32mm
12寸1500W   48            35mm
12寸2000W   55            40mm
12寸2500W   60            45mm
12寸3000W   65            50mm
12寸4000W   85            50mm
12寸5000W   90            55mm
12寸7000W  100           60mm

上表中，有人会问，为什么12寸3000W与4000W的磁钢高度一样，因为没有52或53的磁钢啊。
也有人会问，我的电机是10寸4000W的，磁钢高度是45mm的，用了也有一年了，没有坏啊。注意，我这里给出的指标一方面是一个长期工作的功率，一方面是大量销售的稳定性保障，4000W的速度有85公里/小时，用户有几个时间是长期在这个速度骑的。

还有一个问题非常重要，如果有用户买个电机超压使用，那如何计算呢？记住，无论你怎么超压，你只要知道你超压后的速度，再从速度去查上表的功率，就可以了。比如，你原来是10寸48V1000W35mm磁钢，你超压为72V，（72/48）*42=63，63的速度查上表10寸电机就是2500~3000W之间了，对应磁钢高度最好是50mm，当然，并不是说你原来的35mm磁钢的电机就一定会坏，毕竟速度快了，风冷又上来了，但如果你是在山区用，你的电机损坏的概率就非常高了，只要你上山，电流都基本在顶住限流跑，乘以72V电压，这个功率，如果上坡速度不快，电机就危险了。

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一般超压使用（包括购买ECPU），都是利用原来的电机，电机是否顶得住，只能是心里明白，反正你又不变电机，是死是活只能是听天由命，当然，用ECPU的好处是发热比直接超压小很多的，因为ECPU在起步时是低压，三个效率平台，更合理，速度控制更合理，发热小。所以，很多48V800W电机才30mm磁钢用双48E6-4885超到96V时，已经是4000W了，平原地区一样用，也不坏电机，当然，这是改装，如果我做整车，我是不敢这样用，我无法确定车是在平原用还是山区用，但如果你是在山区，这样改的风险就高了，你必须换个45mm以上磁钢的电机，那你选择电机时，你看中一个45mm磁钢48V2000W电机，我说这不行，因为你2000W的速度对应55，超96V就是110，110的速度你去看一下，功率在8000W以上去了，你对应的磁钢要80mm以上去了，而且E6-4885也顶不住的。所以，电机在超到96V时的速度一定要保证在80左右，磁钢45mm以上才可以。

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还有，前几天改了一个车，成都的，用户打电话说电机是某顺10寸60V1200W，问我E6双48用哪个型号，1200W速度应该是45，（45/60）*96=72，我推荐4885，他买去自己找外面修车的安装，修车的不会配相，最后又拿回我这里安装，安装完，用速度枪一测，我的天，一档的转速度是690转/分钟，48V的速度是690*60*1.4=58，这尼马哪里是60V1200W，算成60V的速度有72公里/小时，3200W了，一问，磁钢高度是30mm，这尼马上当了啊，我说，这肯定是商家骗了你，正规厂家不可这样做电机。

gggoggg

請川辦快點開賣ecpu配套電機吧！！最好是速度或效率型的可以自由選，畢竟二級市場不是全部的人都追求速度，希望穩定和效率的人也不少吧？！

cgmax

請川辦快點開賣ecpu配套電機吧！！
我要16寸镂空，40磁钢，7RV的，我在山区用双36的！

zhjj

川办有空讲课了，来晚了，我感觉16寸电自电机目前好电机少，川办赶紧配套。

dalaoban

四川办事处 发表于 2014-10-12 01:46
一般超压使用（包括购买ECPU），都是利用原来的电机，电机是否顶得住，只能是心里明白，反正你又不变电机， ...

川办那么说  我的 单线 30磁钢 9rv + e6 4875 没错吧？

lyw516

学习了。。

我现在用60V1000W电机 用E-4885型号，只用1和2档跑。。。1档用的多，2要档少。3档还没用过。

北京老杨

60V 1500W 9.5RV电机，用ECPU6085，GPS实测三档跑到67公里/小时，遇红灯减速了。估计极速能到75-80公里，改天找段好路再测测。希望川办能把二档适应电压设置的范围宽一些，延缓欠压掉档。