《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電機(jī)不是一成不變,,能否搭上專(zhuān)業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)的便車(chē),?

2017-03-21

 無(wú)人機(jī)市場(chǎng)被帶火了之后,很多供應(yīng)鏈上游的行業(yè)重新煥發(fā)了生機(jī),,比如做碳纖維的,、做電池的,甚至做起落架的,。其中,,很多配件都在適應(yīng)著無(wú)人機(jī)行業(yè)的變化,比如電機(jī),。

  無(wú)人機(jī)的崛起讓這些原本從事普通電機(jī)制造的企業(yè)看到了希望,,部分企業(yè)開(kāi)始借此機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)戰(zhàn)無(wú)人機(jī)電機(jī)市場(chǎng),甚至連原本從事智能終端,、安防甚至是玩具等領(lǐng)域的企業(yè)也大批量進(jìn)入無(wú)人機(jī)領(lǐng)域,。

  其實(shí)電機(jī)是簡(jiǎn)稱(chēng),,一般叫它電動(dòng)機(jī),,是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種轉(zhuǎn)換器,由定子,、轉(zhuǎn)子,;鐵心、磁鋼主要部分組成,。電動(dòng)機(jī)的工作原理與磁鐵類(lèi)似,,利用電產(chǎn)生相同的電極,相互排斥,,就產(chǎn)生了電機(jī)旋轉(zhuǎn),。

  看到這里,想必讀者會(huì)回憶起初中所學(xué)的電磁感應(yīng)原理,想不起來(lái)也沒(méi)關(guān)系,,可以去百度了,。
 

  無(wú)人機(jī)最早是航模時(shí)代發(fā)展過(guò)來(lái)的,既然航模是無(wú)人機(jī)的前身,,那航模最早是用的什么電機(jī)呢,?航模最早采用的是有刷電機(jī),其內(nèi)置機(jī)械換向器,,轉(zhuǎn)子的是中間的鐵心,,在鐵心后端有3個(gè)以上的銅片,這個(gè)銅片就是通過(guò)外部緊緊夾在上邊的碳刷為線圈供電的,。隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),,夾在兩邊的碳刷是固定不動(dòng)的,也就在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中起到了換向的作用,,這也可以叫做換向器,,換向器隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不斷的變換著方向,而轉(zhuǎn)子外邊就是由兩塊磁鋼緊緊貼在電機(jī)外殼上,。

  但有刷電機(jī)體積大,,笨重,功率小,,壽命短,,碳刷很容易隨著長(zhǎng)時(shí)間的工作或電壓過(guò)高負(fù)載過(guò)大,在很短時(shí)間內(nèi)磨損很?chē)?yán)重,。所以,,目前無(wú)刷電機(jī)逐漸取代了有刷電機(jī)。

  無(wú)刷電機(jī)沒(méi)有有刷電機(jī)一樣內(nèi)置換向器,,不能夠獨(dú)立工作,,必須有換向器的配合,也就是無(wú)刷電調(diào)才可以工作,。無(wú)刷電機(jī)中還有一種外轉(zhuǎn)子電機(jī)了,,這種電機(jī)散熱性好,磁極數(shù)多,,扭矩相比內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)大,,轉(zhuǎn)速低,大部分應(yīng)用于航模,、無(wú)人機(jī)的較多,。

  無(wú)刷電機(jī)由于沒(méi)有了碳刷的存在,壽命大幅度提升,。另外,,無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)速同比有刷電機(jī)轉(zhuǎn)速要高出很多,。這也引發(fā)了一些問(wèn)題,在早起無(wú)刷電機(jī)剛面世的時(shí)候,,由于大多配合低速槳使用,,經(jīng)常“爆殼”與“爆槳”,。爆殼是指電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高,,由于離心力過(guò)大所致電機(jī)外殼爆裂,導(dǎo)致磁塊迅速飛出,。爆槳也差不多,,就是在達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速后,由于離心力或其他力向?qū)е侣菪龢獜碾姍C(jī)飛出甩向四周,。還有,,無(wú)刷電機(jī)使用的是外部電子換向器,換向頻率8KHZ,,頻率非常高,,也致使電機(jī)功率加大了很多,同有刷電機(jī)相比重量也輕了很多,。

  而在無(wú)刷電機(jī)逐漸攻占無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的時(shí)候,,也帶動(dòng)了另一個(gè)配件的紅火,電調(diào),。由于無(wú)刷電機(jī)不能獨(dú)立工作,,必須有電調(diào)作為換向器配合才能工作,所以電調(diào)市場(chǎng)也被帶起來(lái)了?,F(xiàn)在無(wú)人機(jī)電機(jī)是什么情況呢,?

  消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)使用的是直流無(wú)刷電機(jī),其在電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電機(jī)控制算法等技術(shù)方面都有一定的要求,,也需要嚴(yán)格的性能測(cè)試與技術(shù)驗(yàn)證體系來(lái)保證產(chǎn)品的可靠性,。隨著高性能芯片的發(fā)展,電機(jī)不僅能夠滿足導(dǎo)航傳感器的信息融合,,而且可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的最優(yōu)控制,,技術(shù)門(mén)不高。

  電機(jī)的振動(dòng)幅度對(duì)于無(wú)人機(jī)的性能有著重要影響,。在飛行過(guò)程中,,電機(jī)一般會(huì)帶來(lái)較強(qiáng)烈的振動(dòng),,一旦減震控制不好,,就會(huì)在飛行過(guò)程中產(chǎn)生很大的加速度,勢(shì)必會(huì)帶來(lái)陀螺輸出的變化,,進(jìn)而引起角度變化,,電機(jī)就會(huì)延誤動(dòng)作,最后給用戶的直觀感覺(jué)就是無(wú)人機(jī)不平穩(wěn)。

  加速度和重量的增加會(huì)給整個(gè)電機(jī)系統(tǒng)帶來(lái)更大的壓力,,無(wú)人機(jī)之所以能懸停,,可以做航拍,是因?yàn)槲C(jī)電系統(tǒng)可以檢測(cè)無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中的俯仰角和滾轉(zhuǎn)角變化,。當(dāng)電機(jī)控制系統(tǒng)檢測(cè)到角度變化后,,就可以控制電機(jī)向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)定的效果,。專(zhuān)業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)至少需要用到四至六顆無(wú)刷電機(jī),,用來(lái)驅(qū)動(dòng)無(wú)人機(jī)的旋翼,電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器則用來(lái)控制無(wú)人機(jī)的速度與方向,。電機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性至關(guān)重要,,因此,專(zhuān)業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)的電機(jī)系統(tǒng)要更精準(zhǔn)可靠,,這也是無(wú)人機(jī)電機(jī)領(lǐng)域的電機(jī)企業(yè)需要改進(jìn)的方向,。

  另外,電機(jī)上的繞圈質(zhì)量也對(duì)無(wú)人機(jī)的性能起到重要作用,。線圈的數(shù)量直接跟電磁力的大小有關(guān)系,,多繞一圈或少繞一圈都會(huì)改變磁場(chǎng)的分布,所以會(huì)影響電磁力,,而電磁力直接影響到電機(jī)的輸出功率,。所以,一旦繞線數(shù)量改變了,,直接影響無(wú)人機(jī)的性能,。據(jù)了解,目前國(guó)內(nèi)的很多無(wú)人機(jī)電機(jī)還在采用人工繞線的方式,,尤其是植保機(jī)領(lǐng)域,。因?yàn)槔@線設(shè)備的費(fèi)用較為高昂,很多電機(jī)廠商為了壓縮成本,,不購(gòu)置繞線設(shè)備,,只能依靠人力。

  在消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)已成紅海的情況下,,專(zhuān)業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)迎來(lái)了高速發(fā)展時(shí)期,,但專(zhuān)業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)對(duì)相關(guān)的電機(jī)和電機(jī)控制的要求特別高,從智能終端等領(lǐng)域轉(zhuǎn)行做電機(jī)的那一批廠商,,能否提供更加精確,、更加穩(wěn)定的電機(jī)及控制方案?這是把握住專(zhuān)業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)高速發(fā)展的重要契機(jī),。


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