献给初学者：如何制作一个无刷电机

feigoo · 发表于 2015-4-7 18:33:29

论坛里大多是电工，更多的关注无刷电机的驱动，很少有关注无刷电机本身。还有一些网友还分不清有刷电机和无刷电机的区别。网上有一些无刷电机的拆解图，多数是外转子无刷电机，现在我用多图展示一个微型内转子无刷电机是如何做出来，献给对无刷电机有兴趣的初学者，大神可以尽情拍砖。

1、磁路设计
设计一款电机前，应该根据应用场合确认大致功率，转速等。外形一般要符合现有电机规格，可以通用、替换。电机设计有专门的软件，常用的有ANSYS、ANSOFT等。确定定子槽数，转子极数，转子外径等。一般转子越大，扭矩越大，但转动惯量也大。看你实际需求。要求能快速响应的场合，转子就要做小一点。这款电机设计成9槽6极，星形接线法。
基本尺寸确定后，就可以开始3D设计了，我用Solidworks，好学易用。
这是外形图：

剖开看一下：

渲染一下：

接下来就是出图出图、开模开模；定子冲片如果开级进模的话，费用大概十几万，万一哪里错了可就不好玩了，所以可以先用线切割割一些冲片出来手工叠好测试一下。
(本来想放一张线切割做定子，手工绕线的图片，无奈找不到了)
总结一个小经验。
如果定子开的是级进模，而对转子惯量要求不那么高，可以把转子铁芯（姑且这么叫，我也不知道专业名词该叫什么）一起开出来，能省不少钱，而且你可以要求他转子铁芯做得比定子矮一点，方便后面做动平衡。（一定要开模的时候就跟他们说清楚，转子铁芯少叠几片。我们就是开头没说清楚，模具开出来后就来不及改了）
这是开出来的定子和转子铁芯：

稀土磁环和转子铁芯是用厌氧胶粘在一起的，粘之前要去除表面的油渍。我们使用的是乐泰的胶水，但是我发现乐泰的胶水对表面清洁度要求要，如果油没去干净容易粘不住。反而是国产的5319粘的更好（5319便宜，我都是大坨大坨往上滴，多余的再擦掉）。

粘好磁环后，再压上转轴和铝套，铝套就是一个限位作用，没什么特殊。

压好后要进行关键的一步，打动平衡，这一步关系到最后整机的振动和噪音。

这是打好动平衡后的转子：上面还有我的指纹....

转子到这一步基本就搞定了，接下来搞定子
（未完待续）

feigoo · 发表于 2015-4-7 18:36:19

先吃饭去

jieao · 发表于 2015-4-7 18:42:23

专业，赞一个

i7gly · 发表于 2015-4-7 18:49:08

专业!赞一个!!

NJ8888 · 发表于 2015-4-7 18:51:19

纯手工做不了

Tyr · 发表于 2015-4-7 18:57:04

想到了小时候玩的四驱车的马达。。。

hy317 · 发表于 2015-4-7 18:57:06

厂家生产过程是不是就这样啊，个人肯定这样搞不起来

xuezubo · 发表于 2015-4-7 19:03:08

楼主是哪边的？

feigoo · 发表于 2015-4-7 19:09:25

定子相对来说比较简便
先把塑料骨架套进定子冲片，然后绕线。在其它结构已已确定的情况下，可以通过调整绕线参数（线径/圈数），来改变电机转速。

这是我手工绕的，不错吧：

当然，批量生产就不能手工绕了，上绕线机

好吧，我知道你们想看绕线MM：

因为这个电机是3相9槽，所以绕完槽后跨过两个槽，继续绕，直到全部绕好。绕好以后，把3个线头接在一起，留出另外3个线头，就是电机的ABC三相。

javabean · 发表于 2015-4-7 19:15:29

专业啊，真的从头来造啊，帅

feigoo · 发表于 2015-4-7 19:19:30

本帖最后由 feigoo 于 2015-4-7 19:47 编辑

定子搞好以后，我们来搞驱动。驱动有内置和外置的。这个电机功率不大，内置是标配。根据应用场合，这个电机没有应用频繁启停的场合，所以可以考虑用无感。
我选了一个无感的专用驱动芯片，TB6575。别问我怎么不用单片机。项目工期太紧了，单片机的方案还在弄。
MOSFET 在背面。没拍出来。
拼版拼的太不专业了，MARK点也没弄，左右两边应该再加一条工艺边。
板子是嘉立创做的，非常不错。

chenrulin · 发表于 2015-4-7 19:32:13

非常不错。学习了

五号电池 · 发表于 2015-4-7 19:35:39

赶上直播了！！专业！！！

feigoo · 发表于 2015-4-7 19:36:02

把驱动板安装到塑料骨架上，把线圈的3相引线焊到PCB上，

做一个工装会方便很多。我搞了一个转子工作，定子焊好线路板后，直接放上去，通电就能看到转子转动。可以用来检查线路板好坏。
做开发的时候，边转边测波形。很不错吧。

测试OK后，把转子放进定子，一起装进外壳。在线路板周围和大的元件上，打点704硅胶，防止振动。

等硅胶固化后，装上后端盖，封口。

BINGO ,一只无刷电机做成了。

等等，这只电机用哪里去呢，做航模，转速不够高，自身又太重。用其它地方又不够力。嗯，给它加个齿轮箱，把速度降下来，力就大了嘛。

接下来又是出图出图，开模开模.....

sunshulin · 发表于 2015-4-7 19:41:10

头一次见识，电机设计过程，赞一个

feigoo · 发表于 2015-4-7 19:46:40

好吧，上面齿轮箱的模具还没开回来，不能直播齿轮箱装配了，
不过也能配其它齿轮箱，（别问我为什么只有两根线，客户要求的，不要调速，不要正反转，拿来单直流有刷电机用了）

NM2012 · 发表于 2015-4-7 19:46:56

学习了。

lzl_ww · 发表于 2015-4-7 19:47:45

学习学习厉害！

john78 · 发表于 2015-4-7 19:52:13

定子和转子是怎么做出来的的，用什么材料？
看上去是线切割一层层叠出来的。

feigoo · 发表于 2015-4-7 19:52:25

NJ8888 发表于 2015-4-7 18:51
纯手工做不了

看你要做到什么地步了，如果只是想玩玩，理解一下原理，单纯只是想弄一个能转起来的东西，也不难的。
线切割去割个定子，手工绕上线，转子找个现成的磁环。搞个架子架起来，基本就能转了。

但如果要做产品，模具投20万，设备投30万，也可以开工了。

feigoo · 发表于 2015-4-7 19:53:29

hy317 发表于 2015-4-7 18:57
厂家生产过程是不是就这样啊，个人肯定这样搞不起来

厂家就是这么搞的，哈哈

feigoo · 发表于 2015-4-7 19:54:27

xuezubo 发表于 2015-4-7 19:03
楼主是哪边的？

浙江（字数补丁）

feigoo · 发表于 2015-4-7 20:00:48

john78 发表于 2015-4-7 19:52
定子和转子是怎么做出来的的，用什么材料？
看上去是线切割一层层叠出来的。 ...

矽钢片，是一层一层叠出来的。另外小声告诉你，越薄越好，哈哈。
矽钢片越薄，铁损越小。电机的效率越高。但越薄越不好加工，费用也越高。

zhenghe · 发表于 2015-4-7 20:02:34

顶！开眼见了！

john78 · 发表于 2015-4-7 20:04:31

feigoo 发表于 2015-4-7 20:00
矽钢片，是一层一层叠出来的。另外小声告诉你，越薄越好，哈哈。
矽钢片越薄，铁损越小。电机的效率越高 ...

再请教：
1、矽钢片间也是用胶水，一层层，胶起来的吗？

2、LZ应该也是这个行业的，怎么没有看到大功率的无刷电机，是磁环不好做？

lintel · 发表于 2015-4-7 20:10:49

宁波丰特电机？？

feigoo · 发表于 2015-4-7 20:18:25

本帖最后由 feigoo 于 2015-4-7 20:22 编辑

john78 发表于 2015-4-7 20:04
再请教：
1、矽钢片间也是用胶水，一层层，胶起来的吗？

产品方向不同，我们主要做的是微型减速电机。大点功率的无刷电机也在我们的开发计划中，大概200W以下。再大功率的我们就不做了。
矽钢片是一层一层扣起来的。

yaodp · 发表于 2015-4-7 20:22:54

那个绕线的机子不错啊

huangqi412 · 发表于 2015-4-7 20:29:39

这电机还带内藏驱动板啊。。。

hy317 · 发表于 2015-4-7 20:31:29

feigoo 发表于 2015-4-7 19:53
厂家就是这么搞的，哈哈

多谢知识普及，好像网上卖带霍尔的无刷电机不多嘛，是不是基本上都是定制的啊

feigoo · 发表于 2015-4-7 20:48:23

lintel 发表于 2015-4-7 20:10
宁波丰特电机？？

好吧，被你猜中了，欢迎来访

lintel · 发表于 2015-4-7 20:52:07

feigoo 发表于 2015-4-7 20:48
好吧，被你猜中了，欢迎来访

jianfengxixi · 发表于 2015-4-7 20:58:14

涨知识了

yzh · 发表于 2015-4-7 21:05:43

不错，长知识了啊！谢谢分享！

szxszx · 发表于 2015-4-7 21:07:10

跟着楼主学习

szxszx · 发表于 2015-4-7 21:13:47

问一下，tb6575大概多少钱？

guaiguaima · 发表于 2015-4-7 21:14:30

学习了，希望楼主能专门讲讲电机设计的过程，如仿真软件的使用等

feigoo · 发表于 2015-4-7 21:15:26

szxszx 发表于 2015-4-7 21:13
问一下，tb6575大概多少钱？

别用这颗芯片了，又贵又难买。换别的吧。

liang_work · 发表于 2015-4-7 21:22:26

楼上的MM是江西的?

nil00 · 发表于 2015-4-7 21:24:06

涨姿势了！

liang_work · 发表于 2015-4-7 21:26:08

有一个问题,就是你上面说打动衡,那你的磁铁及铁芯都定了,在测出动平衡有问题,是用什么方法去调整的?
另还多问一个问题,不知你对空心杯的马达了不了解,我只是觉得那么小的一个马达,一个线圈,是如何做,才能达到这么低的成本,还的批量生产.一直想不通.就算让我手工去做,也没有办法做到,太精细了.

涧边梧桐 · 发表于 2015-4-7 21:26:43

开眼界了，图文并茂啊！

wszyjsw2 · 发表于 2015-4-7 21:35:42

mark 制作一个无刷电机

LSZD · 发表于 2015-4-7 21:39:28

楼主，我还是想看你手工绕线的过程………………话说，那些大功率的，单相三相电机的定子绕组在工厂是人工还是机器绕的呢？

TonyFang · 发表于 2015-4-7 21:40:54

谢谢LZ分享！！！以前只玩过驱动

feigoo · 发表于 2015-4-7 21:53:36

liang_work 发表于 2015-4-7 21:26
有一个问题,就是你上面说打动衡,那你的磁铁及铁芯都定了,在测出动平衡有问题,是用什么方法去调整的?
另还多 ...

打动平衡有两种，一种是增重法，一种是去重法。
我们用的是增重法，用平衡胶泥去配重，达到平衡。在哪个位置，加多少量，就靠动平衡仪来指示。
看下图，
蓝色的是平衡胶泥。

feigoo · 发表于 2015-4-7 21:57:41

关于你另外一个问题。我去参观过做直流有刷电机的厂家（我们不做直流有刷电机）。一个再普通不过的直流有刷电机，有好几十道工序，而且零部件都非常小的，全部靠人工做。做出一个电机才买4-5块钱。我也不知道他们是怎么做到的。哈哈。

zqbing · 发表于 2015-4-7 22:04:35

厉害，见识见识下。

feigoo · 发表于 2015-4-7 22:07:49

本帖最后由 feigoo 于 2015-4-7 22:14 编辑

LSZD 发表于 2015-4-7 21:39
楼主，我还是想看你手工绕线的过程………………话说，那些大功率的，单相三相电机的定子绕组在工厂是人 ...

线太粗了，机器是绕不动的。
大功率的线圈，有的是人工一圈一圈绕（没多少圈），另外有一种是先在一个模型上绕好一组线，然后嵌到定子槽里去。我们叫“看线” 。
再大功率的，就得上铜条了。一般是预成型线圈，

YOUKU 搜索“自动落线机” ，看一下视频，很容易就明白了。

liang_work · 发表于 2015-4-7 22:10:12

feigoo 发表于 2015-4-7 21:53
打动平衡有两种，一种是增重法，一种是去重法。
我们用的是增重法，用平衡胶泥去配重，达到平衡。在哪个 ...

你说的去重,增重的方法,来配动平衡,我也明白,但实际的应用,你不可能就用那个胶泥贴在那里,来做出成品吧,对于以前在学校时的实习见过,飞轮等的配得,一般是在飞轮上去材料来实现,
还有,是不是在批量生产中,是不是每一个转子都要做动平衡.

机器人天空 · 发表于 2015-4-7 22:11:28

楼主职业的啊

feigoo · 发表于 2015-4-7 22:19:03

liang_work 发表于 2015-4-7 22:10
你说的去重,增重的方法,来配动平衡,我也明白,但实际的应用,你不可能就用那个胶泥贴在那里,来做出成品吧, ...

为什么不能呢，你随便拆开一个成品电机（没做过动平衡的不算）。里面都是有平衡胶泥的。

平衡胶泥不是橡皮泥。它就像AB胶一样，两种配合起来使用，刚开始是软的像橡皮泥一样，等它固化以后，非常硬，而且怎么扣都扣不下来。

liang_work · 发表于 2015-4-7 22:21:48

本帖最后由 liang_work 于 2015-4-7 22:23 编辑

feigoo 发表于 2015-4-7 22:19
为什么不能呢，你随便拆开一个成品电机（没做过动平衡的不算）。里面都是有平衡胶泥的。

平衡胶泥不是橡 ...

明白了,多谢楼主.

如果能有人也象楼主一样,介绍一下,空心杯马达的,那就更好了,因为实在好奇,这么小的东东,是如何批量化做的,还得保证得这么好的一致性,及相当低的成本.

mychestnut · 发表于 2015-4-7 22:22:40

确实开了眼界了！

atommann · 发表于 2015-4-7 22:29:04

PCB 的焊点非常漂亮，是手工焊的还是用的钢网+回流？

dengterry · 发表于 2015-4-7 22:32:06

好贴周末再看如何制作一个无刷电机

JamesErik · 发表于 2015-4-7 22:35:39

长见识了

feigoo · 发表于 2015-4-7 22:49:37

atommann 发表于 2015-4-7 22:29
PCB 的焊点非常漂亮，是手工焊的还是用的钢网+回流？

给你看我手工焊的，也还不错吧

vjcmain · 发表于 2015-4-7 22:54:22

这个加减速箱感觉使用在教育机器人上的。

atommann · 发表于 2015-4-7 23:06:24

feigoo 发表于 2015-4-7 22:49
给你看我手工焊的，也还不错吧

虽然锡稍微有点多，但焊得十分不错了。

wzavr · 发表于 2015-4-7 23:17:45

很好的教程,话说转子的动平衡自动检测的原理是怎么实现的

kerry_wang · 发表于 2015-4-8 00:21:19

不错，一直好奇电机是怎么做的，长知识了。

HYLG · 发表于 2015-4-8 02:33:15

这个稀土磁环为什么是黑色的。

teddeng · 发表于 2015-4-8 03:00:04

不错不错，支持下楼主!

Excellence · 发表于 2015-4-8 04:16:56

楼主，麻烦推荐驱动芯片。

hydgq · 发表于 2015-4-8 07:19:33

不错，学习了。

wangyu_2011 · 发表于 2015-4-8 07:24:11

学习了，谢谢

jingyite · 发表于 2015-4-8 08:23:50

好东西，学习了

yht0312 · 发表于 2015-4-8 08:30:16

第一次见到无刷电机的制造过程，楼主威武，有航模电机吗？俺玩航模^_^

lxk19781221 · 发表于 2015-4-8 08:35:09

更多的关注无刷电机的驱动，很少有关注无刷电机本身

tony_jintao · 发表于 2015-4-8 08:36:14

太精辟的讲解了，赞一个！

xinjihua · 发表于 2015-4-8 08:48:58

精辟的讲解了，赞一个

powermeter · 发表于 2015-4-8 09:08:40

qqrenzhi1 · 发表于 2015-4-8 09:12:04

非常好，详细！

qiguibao · 发表于 2015-4-8 09:13:44

超级赞~~

chaojikoushuige · 发表于 2015-4-8 09:23:11

外转子无刷电机怎么制作呢

dhbighead · 发表于 2015-4-8 09:26:35

feigoo 发表于 2015-4-7 22:49
给你看我手工焊的，也还不错吧

焊的好，照片也好

mavericklx · 发表于 2015-4-8 09:39:09

顶！！！学习了！！！

wxty · 发表于 2015-4-8 09:53:17

不懂规格参数，感觉结构还是不复杂啊，不知价格几许？

hdd961140543 · 发表于 2015-4-8 09:57:40

涨姿势了。。。。

hcambridge · 发表于 2015-4-8 10:07:12

顶楼主，这个制作过程一般人还真是见不到，长知识了！

cdh · 发表于 2015-4-8 10:11:09

LZ威武，图文并茂啊。

爱啃苹果的葱 · 发表于 2015-4-8 10:12:33

开眼界了

zzj2009a1 · 发表于 2015-4-8 10:14:24

不错，学习了

NEXEN1106 · 发表于 2015-4-8 10:15:25

开眼界，长姿势了，莫大是不是可以给裤子了

feigoo · 发表于 2015-4-8 10:27:21

外转子电机原理类似的。只是把磁钢放在外面，定子线圈在里面，我们没有外转子电机，不然也拍一些高清大图放上来

gallle · 发表于 2015-4-8 10:28:17

feigoo 发表于 2015-4-7 19:09
定子相对来说比较简便
先把塑料骨架套进定子冲片，然后绕线。在其它结构已已确定的情况下，可以通过调整绕 ...

长知识了，很棒

feigoo · 发表于 2015-4-8 10:34:43

手机回帖还是不够方便，

ZL_electric · 发表于 2015-4-8 10:38:55

挺有意思的，楼主你把你放图片的全部移到前几楼吧

shawn_bu · 发表于 2015-4-8 10:55:49

涨知识了，赞！

minicatcatcn · 发表于 2015-4-8 10:58:06

涨知识了，太厉害了，不知道这个电机的应用范围是什么，不会都去做航模吧。

fujianhua · 发表于 2015-4-8 11:10:04

学习了！！！

345161974 · 发表于 2015-4-8 11:39:53

这还初学者，我勒个去，高大上啊

mtswz.213 · 发表于 2015-4-8 11:52:25

高大上！

kuaiming · 发表于 2015-4-8 12:16:57

好帖留名啊，谢谢分享

风讯 · 发表于 2015-4-8 12:30:05

我想知道楼主你们专业是怎么标定无刷电机的参数的

特别是功率好比你这电机是多少W呢？

elevator · 发表于 2015-4-8 12:49:49

功率 MN/9550吧

plb83 · 发表于 2015-4-8 12:51:43

那个绕线的MM，楼主你要强烈建议她带帽子，这么长的头发卷到机器里面，后悔来不及的，安全生产最要紧

leicai05 · 发表于 2015-4-8 13:21:07

不错啊。

marvel · 发表于 2015-4-8 13:47:23

写的很详细的生产流程啊。

献给初学者：如何制作一个无刷电机

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