成熟的无刷电机及控制技术助力于无人机开拓更大的市场
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国家空中交通管制规定无人机的举升限制在地面高度以上120m,飞行器必须保持在用户视线范围内。大多数消费级无人机只能飞行20–25分钟,飞行范围在2公里左右的地方,无人机只有给消费者带来愉快的飞行体验,才能成为成功的产品。 消费级无人机一般带有四个单独电机的四旋翼,每个电机都有驱动螺旋桨,电机必须与电源(电池),控制微电子设备和软件,飞机传感器(如加速度计)和有效载荷集成在一起。消费级无人机设计专注于具有高便携性,易用性和飞行性,同时提供更好的成像/视频质量,带有4K视频和高动态范围(HDR)图像以及诸如防撞传感器等功能。
为什么要为垂直起降(VTOL)无人机采用四旋翼配置?垂直起降无人机采用四旋翼配置,四叶片转子是简单的支柱,叶片角是固定的,通过每个节流点上的电机来控制。两个转子顺时针旋转,另两个转子逆时针旋转,从而消除了转矩影响。每个转子倾斜一个角度,旋翼节流点一起增加或减少升力,飞机上升或下降,控制电流实现无人机的俯仰,偏航和侧倾。一些更昂贵的无人机采用六角转子设计,即使一个转子发生故障,也可以连续飞行。 无人机需要最大限度提高举升能力,电机和支柱的推力以及高效的输出不仅会影响飞行,还会影响无人机的稳定性和控制能力。无人机不能使用具有主旋翼和尾旋翼的直升机来消除扭矩,直升机旋翼很复杂,每个叶片都需要改变其在空中的迎角。机械斜盘以不同的方式改变叶片角度,沿您想要的方向运动,机械盘会改变叶片角度增加零件重量。
无人机电机将电能转换为机械动力方面起着至关重要的作用, 电机具有高输出功率,在悬停时具有最佳效率。电机设定了关键的重量范围,以使无人机尽可能轻便,从而增加了耐用性和整体便携性。无人机采用无刷电机,以电子方式对电枢线圈中的电流(以及由此产生的磁场)进行换向或切换,从而通过对永磁体磁场的反作用产生转矩。 磁体的外环导致较大的气隙表面积,以使电磁场从旋转轴以较大的半径穿过,外伸装置固有地会产生更大的扭矩。随着绕组线圈的自动化程度的提高,大大降低小型无刷电机的成本。形状记忆材料的使用避免了机械部件的复杂性,使螺旋桨增加提升高度的自由度,提高无人机的可控性和稳定性。 |











