《電子技術(shù)應(yīng)用》
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多軸無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)簡(jiǎn)析

2017-06-13

  多軸的動(dòng)力系統(tǒng),細(xì)細(xì)的說是由電機(jī),動(dòng)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(shí)候很多人在因?yàn)榇钆涫裁礃拥膭?dòng)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(shí)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(zhǎng)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(dòng)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(zhǎng),轉(zhuǎn)速易控制,噪音小,扭矩大等特點(diǎn),一般多軸呢都是選用外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī),簡(jiǎn)單來說線圈的固定在底座上的,由底座靠?jī)蓚€(gè)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(tái)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(duì)于動(dòng)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(duì)于云臺(tái)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(dòng)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(gè)部分出現(xiàn)問題,電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)有明顯的異響或者震顫,極容易被察覺。 另外就是一個(gè)“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?yàn)槎际瞧岚€,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(gè)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(huì)越大,但不是成決對(duì)正比。

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  另外一個(gè)概念,也就是權(quán)衡電機(jī)匝數(shù)與股數(shù)的一個(gè)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(huì)因?yàn)檎饎?dòng)而松動(dòng),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?yàn)槲覀冎昂芏嚯姍C(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(shí),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(shí)際的槽滿率,粗線定型能力強(qiáng),不容易松動(dòng),延長(zhǎng)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(dòng)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(shí)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(shí)電流從l3線圈流出,流經(jīng)l3線圈,此時(shí)產(chǎn)生的邊緣磁極是s極,電機(jī)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),而此時(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)方向如圖所示,這樣通電下去,無刷電機(jī)的定子線圈就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。

  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(dòng)電源輸出三根線中的電流每段時(shí)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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