调速系统和无人机动力电机

电动动力系统在微型无人机中普遍使用,主要由动力电池、调速系统、动力电机、螺旋桨四部分组成。调速系统又叫电调,全称为电子调速器,英文缩写为ESC(Electronic Speed Controller)。针对动力电机不同,可分为有刷电调和无刷电调。

调速系统

输入:电子调速器两根粗壮的线是输入端,区分正负极连接动力电池,红正黑负;

输出:右侧三条线是输出端,与电机连接,控制电机转速;

无刷电调有三根线,有刷电调只有两根线。无刷电调向无刷电机输出的是交变电流,驱动电机转动。当无刷电调与无刷电机连接的三根线调换其中任意相邻两根时,电机反转。

控制:控制端有2~3根线,外侧是控制信号线,连接飞控系统或接收机以获得控制信号,中间一根线是BEC输出线,无BEC功能的无刷电调无此线。

电调上的BEC功能能够对外输出电压,一般为5V~6V ,通过BEC输出线向飞控或接收机等额外的用电设备供电。

电调规格表示电调所能承受的最大工作电压。若工作电流超出电调规格,电调就不能正常工作,甚至损坏烧毁。

上图中所示电调规格为45A,表示这个电调所能承受的最大工作电流是45A;工作电压为2S~6S Lipo,或者直流5.6V~25.2V。

动力电机

微型无人机使用的动力电机可分为两类,有刷电机和无刷电机。有刷电机内含电刷机构,结构相对复杂,且容易磨损,并会带来额外噪声,还可能会产生电火花或是电磁干扰等问题,在无人机领域已逐渐不再使用。无刷电机的效率能达到80%,优势远大于有刷电机。

电机型号

电机型号主要以电机定子尺寸为依据,前两位代表定子线圈的直径,后两位代表定子线圈的高度,单位是mm。上图中2814电机的定子线圈直径是28mm,高度是14mm。

定子粗的力气更大,前两位越大,电机越肥,后两位越大,电机越高。

电机kV值

kV值的含义是电机在空载条件下每加载1V电压电机所增加的每分钟转速。例如上图中电机kV值为900,如果加载11.1V电压,电机空载转速为900×11.1=9990,即每分钟9990转。

绕线匝数多的KV值低,最高输出电流小但扭力大;绕线匝数少的KV值高,最高输出电流大但扭力小;定子直径越大,相对绕线匝数就更多。

KV值越小,同等电压下转速越低,扭力越大,可带更大的桨。KV值越大,同等电压下转速越高,扭力越小,只能带小桨。相对的说KV值越小,效率就越高。

电机与电调的配合

电调的规格,应以无人机设计最大全重起飞,且稳定悬停时,机臂上的电机电流大小的3~5倍。