01 受傷的電機

卓大大，我們四輪3個月燒了6個電機，今晚燒了兩個，跑了3圈無堵轉無撞車就開始冒煙了…驅動電路用的是比較成熟的方案應該沒問題，您怎么看這個現(xiàn)象？

▲ 圖1.1 堆積如山的燒毀車模電機

使用8.4V航模電池驅動，驅動電路正常工作（曾用于C車幾個月沒有燒）現(xiàn)在懷疑是電機堵轉電流太大，打算更換放電能力弱一點的電池試試看。

02 電機在冒煙

卓大大，這是今天拍的視頻。跑了兩圈電機就開始過熱冒煙..原本懷疑是驅動板的問題，后來飛線接了逐飛科技的成品驅動板，一樣也是兩圈就開始冒煙，電池電壓7.8V左右。

▲ 圖1.2 跑完一圈，電機就熱氣騰騰，煙霧繚繞 560卓大大，今天冒煙的第三個電機了…

卓大大，我們B車燒電機（電機過熱）的問題還是沒有解決。我們現(xiàn)在的車速在2.9m左右，運行過程中有較多的電機反轉減速，在停車后可以觀察到電機有煙冒出伴隨大量刺激性氣味，而且電機極燙。在冷卻之后，觀察加速曲線，電機性能有衰減。
我們已經(jīng)單獨做過一下對照實驗：

更換5個電機，全部冒煙。
更換航模鋰電池：冒煙 18650鋰電池:加速性能下降，反轉時掉電復位鎳鎘電池：加速性能略下降，反轉時掉電復位
更換驅動板：換了3種自制驅動板和逐飛的成品驅動板，均過熱冒煙
電機兩側并聯(lián)電容，依然冒煙。
改變PWM頻率等、降低車模重量，依然過熱冒煙。

▲ 圖1.3 在跑完一圈之后，可以看到電機中出現(xiàn)的發(fā)燙的煙霧
我們目前已經(jīng)想不到更多的測試辦法了，還請卓大大指點迷津視頻和圖片附上。

03 都是熱量惹的禍

前面車模上的直流小型電機，無論是冒煙，還是性能下降，其原因都來自于電機過熱。引起溫度升高的熱量基本上來自于電機轉子繞組中通過的電流在轉子線圈等效電阻上的損耗。
為了避免溫度的過高，只能采用“開源節(jié)流”。這里的開源是指擴大電機散熱渠道；節(jié)流則是減少轉子繞組電阻損耗功率。

一、如何節(jié)流？

轉子繞組上的電阻將電流能量轉換成了熱能，減少電流與繞組電阻是關鍵。
減少電流看起來最容易，但這與提高車模驅動力的要求有點相悖。電機輸出轉矩在一定范圍內與電機轉子電流成正比。如果減少了電流，則電機驅動能力將會等比例下降。那怎么辦？

1、減少電流波動

由于車模機械運動存在機械慣性，實際的驅動車模加速是由電機輸出轉矩的平均值決定，也就與流過電機電流成正比。那么在同樣的平均電流下，如果電流波動變化越大，則對應電阻損耗越大。為什么，這是因為電流的平均值是對電流的積分然后進行平均；但電流在電阻上的所引起的功耗則與電流的平方的積分有關。
比如下面兩個電流信號，它們的平均電流都是1A。但這兩個電流如果作用在1Ω的電阻上，所產(chǎn)生的的電功率為1W，但所產(chǎn)生的電功率為2W。

▲ 圖3.1 直流電流與波動電流下面的電流波形更加極端，它同樣平均電流是1A，所產(chǎn)生的電機驅動力是相同的，但在1Ω電阻上所產(chǎn)生的熱功率則是4W。

▲ 圖3.2 波形變化更大的電流脈沖信號因此，避免流過電機電流的巨大波動，在保持相同的驅動力和制動力的情況下，可以降低電阻損耗。

2、如何減少電流波動？

一種可靠的電機電流控制方案就是在電機驅動中增加電流閉環(huán)控制，也就是在電機速度控制內環(huán)再增加一個車電流控制。這樣可以有效避免電機在轉速控制過程中所出現(xiàn)的過流現(xiàn)象。特別是對于驅動能力過強、放電率過大的電池而言，使用電流閉環(huán)控制是防止電機燒壞的重要措施。

如果現(xiàn)階段無法增加電流閉環(huán)控制，也可以在速度閉環(huán)PI控制中，適當減少比例系數(shù)和積分系數(shù)。