无人机用的无刷直流电机有什么要求?

无刷电机中心部位是具有硅钢片和绕组(称为线圈)的组件,该核心不会旋转,称为“定子”,围绕定子的是一个“转子”的组件,其中包含一个磁轭和一圈永磁体。在单相电机中,当将电能馈入定子时,会产生一个磁场,该磁场吸引并排斥转子中的磁体,从而使转子旋转180度。为了保持旋转,电磁铁的磁极每180度切换一次,这就是电机产生动力的运动方式,通常,在无人机上发现的电机是三相电机,但是该基本原理保持不变。无刷电机将飞机带入天空并保持相机水平,快速,强大,敏捷,高效且极其可靠,无人机电机的振动幅度对性能有重要影响。在飞行过程中,电机通常会带来更大的震动,一旦阻尼控制不好,会产生很大的加速度,这将不可避免地导致陀螺仪输出的变化,从而导致角度发生变化。任何飞行动作的延迟,给用户的直观感觉是无人机不稳定。随着无人机的加速度和重量的增加,它将给整个电机系统带来更大的压力。为了提高无人机电机的效率,必须体积小﹑输出功率高﹑降低功耗,只有通过增加电机尺寸来实现电机效率,但是无人机电机必须紧凑且功率高才能安装在无人机上。为了增加输出功率,需要增加电机的额定转矩和转速﹑额定转速,扭矩的增加趋于增加电机的尺寸。同时,无人机电机具有较高的基频和载波频率,绕组中产生的涡流损耗的影响变大。此外,在操作期间,导体电阻率随着线圈的温度升高而增加,有效的是增加电枢的散热,可以抑制和降低电枢的电阻以提高效率。无人机可以悬停并可以进行航拍,MEMS传感器(例如3轴加速度计,3轴陀螺仪和气压传感器)可以在飞行过程中检测无人机的俯仰角和侧倾。当MEMS传感器融合惯性测量功能检测到角度变化时,可以调整电机向相反方向旋转,以达到按规定的方向稳定的飞行。专业级无人机至少需要四到六个无刷电机来驱动无人机的转子,通过电机驱动控制器来控制无人机的速度和方向。多旋翼的电机最大拉力总和不应低于无人机总重的1.5倍,最好达到2倍以上。电机控制系统对于无人机的稳定性非常重要,专业级无人机的电机系统更加准确可靠,这是无人机电机领域电机需要改进的方向。电机绕组的质量在无人机电机的性能中也起着重要作用,线圈的数量与电磁力的大小直接相关。如果绕圆旋转一圈或多圈,磁场的分布将发生变化,因此电磁力会受到影响,电磁力直接影响电机的输出功率。因此,一旦绕组数改变,将直接影响无人机的性能。目前有两种类型的无人电机绕组:手动绕组和机器绕组。手动绕线的成本较高。机器绕组需要送丝机并且槽满率较难控制,市场上的大功率和高效率电机是手动绕线的。结论消费级无人机使用直流无刷电机,需要严格的性能测试和技术验证系统,以确保产品的可靠性,电机结构设计和电机控制算法方面有一定要求。随着高性能芯片的发展,传感器不仅可以满足导航的信息融合,还可以实现对无人机飞行进行最佳控制,对电机制造技术门槛不高。

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