为什么四轴飞行器使用无刷电机


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我一直在考虑开始一个四轴飞行器项目,也许是从头开始构建它。对我来说,进入的主要障碍之一是电动机:似乎大多数四轴飞行器都使用无刷电动机。我对直流电动机和使用PWM信号调节速度有一定的经验,但是对无刷电动机没有经验。据我了解,无刷电动机比我在陆地机器人上使用的典型直流电动机要贵,而且它们还需要电子速度控制器(ESC),从我的角度来看,这似乎使它们变得更加昂贵和复杂。使用。

所以,我的问题是:无刷电动机在四轴飞行器中有用吗?它是更大的扭矩,更轻的重量,与效率有关吗?改为使用直流电动机来实现提升会变得非常困难(甚至可能)吗?

Answers:


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Quadcopter上的大多数马达都超出了性能。在外转子电机中,旋转部件在外侧,而不在内部(与内转子电机相反)。由于这种布局,这种类型的电动机可以产生更多的扭矩。四旋翼飞机需要高扭矩,因为您可以通过改变电动机的转速来达到平衡。扭矩越高,改变螺旋桨速度的速度就越快。高扭矩还意味着您不需要变速箱,从而节省了很多重量。对于刷式换向来说,外出者不是很实际,因为这需要大量的电线和额外的触点。因此,大多数超越者是无刷的。


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与可用的有刷电动机相比,无刷电动机的重量更强大,并且使用寿命更长。

在飞机上,功率重量比为王。


也有效率因素,因为设计良好的无刷电动机比相同的有刷电动机效率更高,因此电池重量更轻,或者两次充电之间的时间更长。但是最后的寿命不是那么,好的电刷电动机可以选择更换电刷,电刷的MTBF也很长。因此,例如在电刷出现之前,轴承可能会失效,这是件磨损而不是失效。
Diego C Nascimento 2014年

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对于最小型(且最便宜)的多旋翼飞机,直流无刷电动机已得到很好的使用:http : //www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=2009496它们是无芯电动机1,惯性极小,可以加速速度非常快,非常适合高频PWM(我们以高达32kHz的频率驱动它们)。在低于50克的AUW机身上,您可以实现超过3:1的功率:重量比。驱动这些电动机比无刷电动机要简单得多,基本上您只需要一个晶体管和一个电容器即可。

这适用于微型直升机,但无刷技术尚未赶上这一重量等级。可能只是时间问题。可以使用第一个微型无刷系统,但是它们的成本比无芯电机高出许多倍,并且还没有提供更高的性能。

对于更大的四边形:毫无疑问,无刷为王。但是对于微型和纳米四方机来说,让这些廉价的电机充满信心地崩溃是一件令人敬畏的事情;)


1 - http://www.pacificelectronicscorp.com/dccoreless.html

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