文/圖 KID
有刷電機是一種非常神奇的東西， 它是RC模擬攀爬車翻山越嶺、跋山涉水、飛簷走壁的主要動力輸出。
普通的有刷電機就跟普通的遊戲裝備一樣，
如果是一顆增加了BUFF或者附魔的有刷電機， 在使用的時候可能會出現意想不到的效果。
今天我們就來解析一下電機上的一些黑魔法， 順便教大家一些在電機上附魔、加buff的小技巧。
有刷電機原理
不過在介紹附魔之前， 我們還是得先學習一下有刷電機的一些基礎知識。
有刷電機主要有帶永磁體的定子、帶線圈的轉子、換向器和電刷組成。
通過轉子的線圈產生的磁場與電機外殼上的磁鐵相互作用使電機轉子不停的旋轉， 同時電刷與換向器共同協作， 保證電機的轉子與定子的磁極始終處於一個相對應的位置。
電機的工作原理講完了， 接下來我們來來說正事了。
電機附魔篇
從上面這張電機內部我們可以看到轉子、動平衡、抗干擾亞敏電阻和電刷至少四個可以實現附魔的地方。 除此之外， 磁力更強的永磁體也能夠對電機性能的提升起到非常關鍵的作用。 在這其中， 除了動平衡以外， 其他的難度相對來說並不高， 稍有動手能力的小夥伴就能夠完成。（由於動平衡的檢測需要專業的儀器設備，所以下面就不再做電機的動平衡說明了。）
電刷、換向器附魔
電刷和換向器作為一個整體的結構，起到為電機提供持續電源和改變線圈電流方向的作用，兩者之間的結合越緊密、電阻越小，電機線圈所接收到的電能越充足，電機的效率也會更高。
有的小夥伴可能會看到，在有刷電機的尾部焊接一個抗壓敏干擾電阻。這是因為電機在啟動時電丫會出現比較大的變化，而壓敏電阻則能夠將過大的電壓釋放出來，起到保護電機的作用，同時壓敏電阻還能夠起到減少電刷火花的作用。
定子附魔
定子的附魔一般來說比較簡單，更換磁力更強的磁鋼即可。另外，更換更順滑的軸承也可以為電機的效率加分喲！
轉子附魔
有刷電機的轉子一般為內轉子，它是由鐵芯與繞組線圈構成。當線圈通電時，轉子的線圈和鐵芯便會產生一個磁場，從而驅動轉子進行旋轉。在電機旋轉過程中，換向器會按不同的順序持續給繞組供電，因此轉子產生的磁極一般不會與定子產生的磁極重疊。
轉子一級附魔 —— 鐵芯
轉子的鐵芯一般是由一層一層的矽鋼片組成，矽鋼片的作用就是把磁鐵的磁路引導過來並形成回路。而轉子鐵芯之所以做成薄片狀，則主要是為了降低轉子在磁場中運轉所產生的渦流。
這就類似於電磁爐的原理，當鐵鍋放上電磁爐上面之所以會發熱，其實這就是因為類似於鐵的材料放在快速變化的電磁場中會產生渦流損耗而發熱，並且頻率越高發熱量越大。而矽鋼片處在電機的旋轉磁場當中，就是和那放在電磁爐上的鐵鍋一樣遇到了同樣的問題，解決的辦法就是往鋼裡添加矽並且做成薄片，理論上越薄的矽鋼片產生的渦流損耗就越小。
所以這裡給轉子一級附魔便是改變矽鋼片的厚度。
轉子二級附魔 —— 線圈繞組
金屬在磁場中的受力公式為：F=BIL
其中：B為磁感應強度在垂直於導體方向的分量；I為電流強度；L為導體長度。
從上面的公式我們可以看出，當其他條件不變時，定子的線圈越長，電機磁場越強、扭力越大。
有刷電機的線圈越長，纏繞在定子鐵芯上的圈數就會越多，這個圈數也就是電機的T數，所以我們在選購電機的時候經常會到電機上標有21T、26T、45T之類的東西。
當無負載的時候，導線在磁場中的感應電壓方程式：e = v x B x l
其中：e為導線上的感應電壓；v為電流在導線中的速度；B為磁感應強度在垂直於導體方向的分量；l為導線在磁場中的長度。
當馬達運轉到一個穩定速度時，感應電壓值上升到等於導線兩端的電壓，電流趨近於零，這時導線在磁場的速度計算公式為：v = V / (B x l)
其中：V為導線兩端的電壓，其他不變。
所以，在外電壓不變的情況下，導線速度(v)是與導線長度(l)成反比。也就是：導線愈短，速度愈快。但也不能過短，否則起動電流過大，馬達動不了。
另外，電機在運轉的時候還會產生一種明教反電動勢的東西。即在電機在運轉的時候，線圈中磁通量會發生改變，產生感應電動勢，這個電動勢與電源所產生的電動勢作用相反，我們把這個作用相反的電動勢稱為反電動勢。
由反電動勢的計算公式：E1=4.44*KE*FN*NL*ф
其中：KE為比例常數；FN為定子電流的頻率；NL為每相定子繞組的T數；ф為主磁通的振幅值。
可得：當電流和磁通振幅一定時，線圈的T數越大，反電動勢也會越大，並且反電動勢的增量＞線圈T數所產生的磁場增量。（由於篇幅所限，這裡就只放結果，具體原因和計算方法歡迎小夥伴們自行計算。）
所以線圈T數越小的電機所產生的反向電動勢越少，反電動勢越少阻力則會越小，電機的轉速自然會更快。
除了反電動勢，線圈的飽滿程度也提升電機效率的一個重要方面。說到這裡就不得不提到傳說中的手繞電機了，下面正式推出技術宅夢寐以求的乾貨——手繞電機教程。
手繞電機教程
玩過四驅車的人對這種東西應該不陌生，不過那時候是因為經濟條件所限，沒有多餘的錢來購買強力電機，壞掉的電機也捨不得扔，迫不得已將壞掉的電機重新修復的結果。不過當時大多數手繞電機完全沒有章法規律可言，基本屬於胡搞瞎搞。
而現在的手繞電機價格卻比普通電機貴不少，這主要是因為在老司機手裡繞出來的電機，無論是繞線密度、線圈飽都非常的理想，並且還能夠根據自己的需求進行定制化加工。
手繞電機也存在很多不確定的因素，即使是同一個老司機使用同一種手法繞出來的電機也不能保證電機性能完全相同。
要想成功的繞出一個能轉動的電機，你需要準備上圖所示設備：有刷電機一顆、漆包線一卷、502膠水一瓶，電烙鐵、美工刀、螺絲刀這些就不用說了，是作為一個技術宅家中必備的必需品。除此之外，你還得要有一顆不怕失敗的恒心。
準備工作完成之後，接下來就是搞破壞的時間了。首先要把電機拆掉，將線圈拆下來。（拆的時候注意漆包線的繞法，最好是拍照記錄！）
拆完之後想一下你要繞那種規格的定子。一般來說速度車的定子是在20T左右，攀爬車、軍卡、大腳車這些慢車是在40T左右。
540電機繞20T的線圈漆包線直徑大約是0.8~0.9mm左右，40T左右的線圈直徑大約是0.5~0.6mm左右。
繞線方式有單線單繞、雙線雙繞、雙線單繞、單線複繞等多種方式。
一極繞完之後將漆包線與換向器焊接部位的漆用美工刀掛掉，完成之後上錫就可以了。在繞的時候儘量保證每一極漆包線都緊密扎實、牢靠。
在最後不要忘記用502膠水或者其他膠水固定一下線圈，以免在電機運轉的時候將線圈甩出來。（上圖為沒有用膠水固定的結果）
最後再說一句，電機的改裝存在一定的風險和失敗因素，一顆好的電機的出現也不是一蹴而就的，其中可能也會經歷失敗，甚至因為改裝不當而損毀電機。另外，在改裝的時候選擇合適的改裝配件也是關鍵，比如壓敏電阻的流通容量和流通能力並不是越大越好，需要根據電機的功率進行相應的搭配。好了不說了，我要去試試我的DIY電機了，祝各位新老司機們能夠成功GET到電機附魔新技能。
試車視頻
稍有動手能力的小夥伴就能夠完成。（由於動平衡的檢測需要專業的儀器設備，所以下面就不再做電機的動平衡說明了。）
電刷、換向器附魔
電刷和換向器作為一個整體的結構，起到為電機提供持續電源和改變線圈電流方向的作用，兩者之間的結合越緊密、電阻越小，電機線圈所接收到的電能越充足，電機的效率也會更高。
有的小夥伴可能會看到，在有刷電機的尾部焊接一個抗壓敏干擾電阻。這是因為電機在啟動時電丫會出現比較大的變化，而壓敏電阻則能夠將過大的電壓釋放出來，起到保護電機的作用，同時壓敏電阻還能夠起到減少電刷火花的作用。
定子附魔
定子的附魔一般來說比較簡單，更換磁力更強的磁鋼即可。另外，更換更順滑的軸承也可以為電機的效率加分喲！
轉子附魔
有刷電機的轉子一般為內轉子，它是由鐵芯與繞組線圈構成。當線圈通電時，轉子的線圈和鐵芯便會產生一個磁場，從而驅動轉子進行旋轉。在電機旋轉過程中，換向器會按不同的順序持續給繞組供電，因此轉子產生的磁極一般不會與定子產生的磁極重疊。
轉子一級附魔 —— 鐵芯
轉子的鐵芯一般是由一層一層的矽鋼片組成，矽鋼片的作用就是把磁鐵的磁路引導過來並形成回路。而轉子鐵芯之所以做成薄片狀，則主要是為了降低轉子在磁場中運轉所產生的渦流。
這就類似於電磁爐的原理，當鐵鍋放上電磁爐上面之所以會發熱，其實這就是因為類似於鐵的材料放在快速變化的電磁場中會產生渦流損耗而發熱，並且頻率越高發熱量越大。而矽鋼片處在電機的旋轉磁場當中，就是和那放在電磁爐上的鐵鍋一樣遇到了同樣的問題，解決的辦法就是往鋼裡添加矽並且做成薄片，理論上越薄的矽鋼片產生的渦流損耗就越小。
所以這裡給轉子一級附魔便是改變矽鋼片的厚度。
轉子二級附魔 —— 線圈繞組
金屬在磁場中的受力公式為：F=BIL
其中：B為磁感應強度在垂直於導體方向的分量；I為電流強度；L為導體長度。
從上面的公式我們可以看出，當其他條件不變時，定子的線圈越長，電機磁場越強、扭力越大。
有刷電機的線圈越長，纏繞在定子鐵芯上的圈數就會越多，這個圈數也就是電機的T數，所以我們在選購電機的時候經常會到電機上標有21T、26T、45T之類的東西。
當無負載的時候，導線在磁場中的感應電壓方程式：e = v x B x l
其中：e為導線上的感應電壓；v為電流在導線中的速度；B為磁感應強度在垂直於導體方向的分量；l為導線在磁場中的長度。
當馬達運轉到一個穩定速度時，感應電壓值上升到等於導線兩端的電壓，電流趨近於零，這時導線在磁場的速度計算公式為：v = V / (B x l)
其中：V為導線兩端的電壓，其他不變。
所以，在外電壓不變的情況下，導線速度(v)是與導線長度(l)成反比。也就是：導線愈短，速度愈快。但也不能過短，否則起動電流過大，馬達動不了。
另外，電機在運轉的時候還會產生一種明教反電動勢的東西。即在電機在運轉的時候，線圈中磁通量會發生改變，產生感應電動勢，這個電動勢與電源所產生的電動勢作用相反，我們把這個作用相反的電動勢稱為反電動勢。
由反電動勢的計算公式：E1=4.44*KE*FN*NL*ф
其中：KE為比例常數；FN為定子電流的頻率；NL為每相定子繞組的T數；ф為主磁通的振幅值。
可得：當電流和磁通振幅一定時，線圈的T數越大，反電動勢也會越大，並且反電動勢的增量＞線圈T數所產生的磁場增量。（由於篇幅所限，這裡就只放結果，具體原因和計算方法歡迎小夥伴們自行計算。）
所以線圈T數越小的電機所產生的反向電動勢越少，反電動勢越少阻力則會越小，電機的轉速自然會更快。
除了反電動勢，線圈的飽滿程度也提升電機效率的一個重要方面。說到這裡就不得不提到傳說中的手繞電機了，下面正式推出技術宅夢寐以求的乾貨——手繞電機教程。
手繞電機教程
玩過四驅車的人對這種東西應該不陌生，不過那時候是因為經濟條件所限，沒有多餘的錢來購買強力電機，壞掉的電機也捨不得扔，迫不得已將壞掉的電機重新修復的結果。不過當時大多數手繞電機完全沒有章法規律可言，基本屬於胡搞瞎搞。
而現在的手繞電機價格卻比普通電機貴不少，這主要是因為在老司機手裡繞出來的電機，無論是繞線密度、線圈飽都非常的理想，並且還能夠根據自己的需求進行定制化加工。
手繞電機也存在很多不確定的因素，即使是同一個老司機使用同一種手法繞出來的電機也不能保證電機性能完全相同。
要想成功的繞出一個能轉動的電機，你需要準備上圖所示設備：有刷電機一顆、漆包線一卷、502膠水一瓶，電烙鐵、美工刀、螺絲刀這些就不用說了，是作為一個技術宅家中必備的必需品。除此之外，你還得要有一顆不怕失敗的恒心。
準備工作完成之後，接下來就是搞破壞的時間了。首先要把電機拆掉，將線圈拆下來。（拆的時候注意漆包線的繞法，最好是拍照記錄！）
拆完之後想一下你要繞那種規格的定子。一般來說速度車的定子是在20T左右，攀爬車、軍卡、大腳車這些慢車是在40T左右。
540電機繞20T的線圈漆包線直徑大約是0.8~0.9mm左右，40T左右的線圈直徑大約是0.5~0.6mm左右。
繞線方式有單線單繞、雙線雙繞、雙線單繞、單線複繞等多種方式。
一極繞完之後將漆包線與換向器焊接部位的漆用美工刀掛掉，完成之後上錫就可以了。在繞的時候儘量保證每一極漆包線都緊密扎實、牢靠。
在最後不要忘記用502膠水或者其他膠水固定一下線圈，以免在電機運轉的時候將線圈甩出來。（上圖為沒有用膠水固定的結果）
最後再說一句，電機的改裝存在一定的風險和失敗因素，一顆好的電機的出現也不是一蹴而就的，其中可能也會經歷失敗，甚至因為改裝不當而損毀電機。另外，在改裝的時候選擇合適的改裝配件也是關鍵，比如壓敏電阻的流通容量和流通能力並不是越大越好，需要根據電機的功率進行相應的搭配。好了不說了，我要去試試我的DIY電機了，祝各位新老司機們能夠成功GET到電機附魔新技能。
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