Emax GT4020外转子无刷动力电机结构

　　做航模动力配套选型快十年，碰到不少玩家和小型设备开发者找适配的外转子无刷电机时，总在安装尺寸和动力输出的匹配上踩坑，这次拆解建模的GT4020规格外转子无刷电机，刚好能覆盖不少中小型固定翼、3D特技机以及小型地面移动设备的动力需求。先从安装边界说起，这款电机的定子基座预留了标准的十字安装孔位，孔距适配多数40系列电机的安装座，不需要额外做转接件就能直接固定在设备的防火板或者动力安装支架上，输出轴的轴径和伸出长度做了通用化设计，搭配常规的桨夹或者同步带轮都能直接装配，不会出现轴长过长需要截短、或者轴径不匹配需要重新配钻联轴器的问题。外转子的壳体做了周向的散热鳍片结构，不是为了好看做的装饰纹路，是实际跑负载的时候，

　　转子旋转带动的气流能顺着鳍片缝隙快速带走定子绕组的热量，之前测过同规格不带散热鳍片的电机，连续满负荷运转三分钟绕组温度就会突破120度，带这个结构的同规格电机，同样工况下温度能控制在85度以内，绕组绝缘层的老化速度能慢不少，连续作业的可靠性提升很明显。设计的时候特意把定子绕组的排布做了优化，槽满率控制在合理区间，既不会因为槽满率过低导致铜线浪费、电机内阻偏大，也不会因为槽满率过高给嵌线工艺造成麻烦，量产的时候良率能控制在比较理想的水平。磁钢的固定方式没有用单纯的胶粘，而是在转子壳内壁做了定位卡槽，磁钢卡入卡槽之后再做胶粘固定，就算电机长时间高转速运转，也不会出现磁钢受离心力脱落扫膛的问题，之前碰到过不少低价无刷电机用纯胶粘固定磁钢，

　　炸机或者高负荷运转之后磁钢移位直接把定子线圈磨坏的情况，这个卡槽结构能很大程度规避这类故障。从应用场景来看，这款电机除了适配中小型航模固定翼、涵道动力组之外，还能用到小型自动化设备的旋转执行端，比如小型传送带的动力辊驱动、桌面级云台的旋转动力，只要匹配对应KV值的绕组，就能适配不同的供电电压和转速需求。建模的时候把内部的绕组走线、轴承安装位、磁钢排布都做了1:1还原，轴承选用的是常规的深沟球轴承，内外圈的配合公差按照基孔制配合做了预留，装配的时候轴承压入端盖不会出现过松跑外圈、或者过紧压碎轴承保持架的问题。出线端的位置做了护线套结构，电机固定在设备上之后，电源线不会因为设备振动反复和安装座边缘摩擦导致线皮破损短路，

　　这个细节很多低成本电机建模的时候都会忽略，实际装机之后很容易出故障。转子的动平衡做了结构预留，转子壳端面预留了动平衡去重的位置，量产的时候做完动平衡校正，电机在最高转速下的振动量能控制在0.02mm以内，不管是带螺旋桨还是带传动轮，都不会出现明显的共振问题，不会把设备上的紧固件振松。另外电机的端盖和定子基座的配合做了止口定位，装配的时候不需要反复调整同轴度，只要把止口对准扣合，就能保证定子和转子的同轴度在公差范围内，不会出现定转子摩擦扫膛的问题，装配效率能提升不少。