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多軸無人機(jī)動力系統(tǒng)簡析

2017-06-13
關(guān)鍵詞: 無人機(jī) 動力系統(tǒng)

  多軸的動力系統(tǒng),,細(xì)細(xì)的說是由電機(jī),,動力線路,,電調(diào),,電機(jī),槳組成,。 電池,,早前大家都在做DIY設(shè)備的時候很多人在因為搭配什么樣的動力而苦惱,折騰好大一圈,,用過很多機(jī)器之后才猛然發(fā)現(xiàn),,小電機(jī)帶小槳,載重小,,決定了電池小,,結(jié)果續(xù)航時間一般比較短,大電機(jī)帶大槳,,可以大載重,,電池大了續(xù)航長了些。仔細(xì)數(shù)一數(shù),,精靈一,,精靈fc40,精靈二,精靈v,,精靈v+,精靈3a/p,精靈3s,。 動力,很多人都以為只是說電機(jī),,那就從電機(jī)開始說,,首先,都是無刷電機(jī),,相比有刷電機(jī),,有使用壽命長,轉(zhuǎn)速易控制,,噪音小,,扭矩大等特點,,一般多軸呢都是選用外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī),簡單來說線圈的固定在底座上的,,由底座靠兩個滾珠軸承來固定一根光棒軸承,,軸承下部由卡簧固定,上部固定在外轉(zhuǎn)子上,,外轉(zhuǎn)子上一般是粘有永磁體,,并且n/s極相間隔安裝,為此,,我特地“解剖”一臺雙天7015(2系電機(jī)太小了,,拆開就變形了),一般電機(jī)的標(biāo)注為abcd,,對于動力電機(jī),ab是指內(nèi)轉(zhuǎn)子(線圈)的直徑,,cd指的是內(nèi)轉(zhuǎn)子高度,,對于云臺電機(jī),一般是外轉(zhuǎn)子的尺寸,。

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  電機(jī)外轉(zhuǎn)子動平衡和軸承的選材決定了電機(jī)大部分的表面性能,,如果這兩個部分出現(xiàn)問題,電機(jī)高速轉(zhuǎn)動會有明顯的異響或者震顫,,極容易被察覺,。 另外就是一個“有內(nèi)涵”的的屬性,電機(jī)線圈部分,,電機(jī)的線圈選材“有銅芯的”也有“鋁芯的”因為都是漆包線,,基本單純看外觀是沒有差異的,線芯的選材影響電機(jī)的內(nèi)阻,,使用壽命,,散熱,所以非常重要,。 此外線圈的匝數(shù),,繞線的股數(shù)都直接影響電機(jī)的輸出功率。 另外電機(jī)有個比較重要的參數(shù)即為kv值,,kv值的影響因素有很多,,如磁鋼的選料,鐵芯的材質(zhì),,線圈的匝數(shù),,在前面兩者固定的情況下,通常匝數(shù)越多kv值越小,,反之一定范圍內(nèi),,匝數(shù)越少kv值越大,,另外就是線圈繞線的股數(shù),決定了電流的通過量,,在電壓恒定的條件下,,電流越大輸出功率自然也會越大,但不是成決對正比,。

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  另外一個概念,,也就是權(quán)衡電機(jī)匝數(shù)與股數(shù)的一個問題,電機(jī)的槽滿率,,也有人稱作滿槽率,,一般控制在70%-80%之間最佳,太高一般纏不進(jìn)去,,太低會因為震動而松動,,影響絕緣,使用壽命變短,,另外槽內(nèi)大量空氣,,極其影響散熱(空氣導(dǎo)熱性遠(yuǎn)比銅差),如何看電機(jī)槽滿率的高低,,最直觀的看法就是看線圈有沒有繞滿電機(jī)槽,,但是也不能被表象所迷惑,因為我們之前很多電機(jī)是細(xì)線多股繞線,,我們的線圈都是漆包線,,相比來說有很大一部分體積是沒有用的漆皮或者絕緣膠,影響散熱的同時,,效率一般也不高,,于是后來市面上開始流行粗線繞線法,相比細(xì)線來說提高了實際的槽滿率,,粗線定型能力強(qiáng),,不容易松動,延長了使用壽命,,另外選用粗線,,效率也得到了提升。

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  12n16p的電機(jī)驅(qū)動示意圖(左邊是電調(diào)的原理圖),,12n意思是指線圈的槽數(shù),,16p是指外轉(zhuǎn)子磁鋼數(shù),外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)中,,p值是一定是大于n值的,。好吧,切入正題,,直流電電流從+極通入電調(diào)從-極流出,,t1時刻,,電流從l2流入無刷電機(jī)的線圈,通過右手螺旋定則,,判斷出邊緣部分為n極,,此時電流從l3線圈流出,流經(jīng)l3線圈,,此時產(chǎn)生的邊緣磁極是s極,,電機(jī)順時針方向旋轉(zhuǎn),而此時l1是沒有任何電流的,,若要改變轉(zhuǎn)向,,如圖所示,只需要任意交換連接三根線其中的兩根線就可以,。

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  三角形接法,,狀態(tài)一:A相電源正向流入,C相電流反向流出,,電機(jī)線圈內(nèi)部電流流動方向如圖所示,;狀態(tài)二:B相電源正向流入,C相電流反向流出,,電機(jī)線圈內(nèi)部電流流動方向如圖所示;狀態(tài)三:B相電源正向流入,,A相電流反向流出,,電機(jī)線圈內(nèi)部電流流動方向如圖所示;狀態(tài)四:C相電源正向流入,,A相電流反向流出,,電機(jī)線圈內(nèi)部電流流動方向如圖所示,這樣通電下去,無刷電機(jī)的定子線圈就會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)的磁場,。

  星型接法,,狀態(tài)一:電流從A相正向流入,C相電流反向流出,;狀態(tài)二:電流從B相正向流入,,A相電流反向流出 狀態(tài)三:電流從B相正向流入,A相電流反向流出,??梢钥闯觯?qū)動電源輸出三根線中的電流每段時間只有兩組線圈通電(數(shù)值相等,、方向相反),,一組是不通電的,通常所說的“兩兩通電”就是這種狀態(tài),。


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