II 卷:系统组成(电机与电调)

电机

电机大小尺寸:4114代表什么含义?

答:41指的是定子线圈的直径是41mm,14指的是定子线圈的高度是14mm,是外转子电机。
注意:很多厂商标注的电机型号指的是外转子尺寸,这样不够规范。比如标注为4006,实际上该电机可能就只是个3506电机。

Kv值:转速/v,意思为输入电压增加1伏,电机每分钟空转(不带桨叶)试增加的转速值

例如:1000KV电机,外加1v电压,电机空转时每分钟1000转。外加2v电压,电机空转时就为200转

大小尺寸差不多的电机,KV值越小,同等电压下转速越低,扭矩越大,可带更大的桨。KV值越大,同电压下转速越高,扭矩越小,只能带小桨。相对的说,KV值越小,效率越高。

注意:航拍作业要选低KV电机配大桨,转速低。效率高,低转速下震动也就更小。

匝数:9T,13T

指电机定子线圈的匝数。

很多电机标签被撕掉,外壳是一模一样,这时KV值小的,如500kV的,匝数较小,但上面缠的漆包线会比较粗,适合带慢速大桨。KV值大的,如1200KV的,匝数多,但上面的漆包线会比较细,适合带快速小桨

电机和螺旋桨的匹配

由升力公式(L=1/2cyρV²S)我们可以得知,把转速提高一倍和把桨叶桨径增加一倍都能提高气流速度。所以从气动角度出发,多旋翼应该优先安装所能安装的、互不打架的最大的桨

慢速的大桨效率高,搭配的电机就该选择扭矩大,转速低的,即尽量又扁又矮的电机。所以,我们说功率相近的2216电机和2810电机,一定是安装后者能使飞行时间长。

多旋翼整机匹配思路:

A.选布局—–选桨—–选电机—–选电调—–选电池(尽量选大桨,尽量低转速)
B.大螺旋桨用低KV电机・小桨用高KV电机(因为需要用转速来弥补升力的不足)如果高KV带大桨,会扭矩不够,转不动或转不快,电机和电调很容易超负荷烧掉。如果低KV带小桨,完全没有问题,只是转速会不够,产生的升力无法使飞行器离地
C.选择动力冗余配置

通俗的说就是四个2212电机最大拉力是3300克,整机重量不要超过最大拉力的三分之ニ,也就是2200克。需要保留一半左右的拉力用来做动作,如前后左右平移,抗风,挂载任务设备等。

动力冗余对于六轴、八轴旋翼飞行器来说,如果一个轴出现问题,还能保留动力完成返航或降落。

电调

电调:电子调速器的简称,英文缩写是ESC

电调的作用:根据飞控的控制信号,将电池的直流输入转变为一定频率的交流输出,用于空寂电机的转速

BEC:免电池电路的意思,有分流供电能力,可将动力电池电压变为5V电压给飞控供电。

BEC供电能力:如果一个电调上标有BEC5V1A字样,就表示这个电调能通过杜邦线向飞控或接收机提供5V的电压5w的功率

电流规格:电调上会标上多少A,如20A,40A。这个数字就是电调能够承受的瞬时极限电流,电流再大电调可能就会烧坏。一般多旋翼上我们选取悬停电流4倍到5倍规格的电调使用。比如,常见的2212电机加1045桨悬停电流5A,为了保险起见。我们会配置至少20A以上的电调,如25A、30A、40A。大电流规格的电调可以兼容用在小电流的地方,小电流规格的电调不能超标使用到大电流的地方。

电调接线:常见有8条线,最粗的两根红黑线是电源线。中等粗的三条线是电机驱动线,连接电机的,如需更改电机的转向,只需要把三条线中的任意两条互换对接即可。最细的三条叫杜邦线,颜色为白(黄)、红(红)、黑(棕),有红色线说明有BEC反向供电功能,输出的电压为5v。

注意:一架四轴飞机,只会由其中的一个电调给飞控供电,其余三个电调的杜邦线的红线会去掉,黑色线会全部联通起来

1、电调有几根线,分别连接什么?

答:6根线。三根中等粗的线接电机,两根最粗的一红一黑接电源,一根细线接飞控或者接收机。
细线为杜邦线,里面一般有三根线,颜色一般为白、红、黑,红线为5v供电线,黑为接地线,白线为信号线,通常用于传输飞控命令给电调来控制电机转速。
解析:最好是回答八根线或者七根线,八根线意思就是把杜邦线算成三根,七根线就是杜邦线少一根5v供电线。

2、无刷电机如果遇到旋转方向相反,需要换向时应如何处理?

答:电调与电机的连线3根中任意对换2根

3、当电调出现故障用什么电调替代?

答:相同功率大小的,或者功率稍大的电调。

4、电调输入和输出波形是什么?

答:方波、或者矩形波。

5、电调的5个作用

答:直流转交流,改变电机转速,BEC输出,过热保护,刹车,接受飞控信号。

6、哪三个参数影响电机效率?

答:直径、高度、kv值、匝数

7、IMU(惯性测量单元),接收机,自动驾驶仪(飞控)接线,电调的三色杜邦线和红黑电源线分别接哪里?

答:杜邦线接飞控,红黑电源线接电源

8、电调接收到的,向外输出的分别是什么类型的电?

答:收到的直流电,输出的是交流电和直流电。供给电机属于交流电给飞控供电是5V直流电

9、ESC指的是飞机上哪个电子部件?

答:电子调速器(电调)

10、电调上写多少A是什么意思?

答:指能承受的瞬间电流的大小

11、电调上杜邦线上的磁环起什么作用?

答:用于过滤杂波,抗干抗

12、KV值的意义?

答:输入电压增加1伏,无刷电机每分钟空转增加的转速值。

13、电调的几个作用?

答:直流变交流;充当BEC(降压模块)给飞控供电;通过改变供电电压调节电机转速;通过改变供电电流调节电机扭矩;接收和反馈控制信号。

14电机规格:4015和2040(扁粗型和细长型电机)各适用于什么方面的无人机?

答:4015是扁粗型电机低转速、大扭矩,适用于载重无人机,如植保机
2040疑细长型电机,高转速、扭矩小、灵活适用于航模、竞技类无人机。如穿越机

15、伺服舵机由那几部分构成?

答:外壳、控制电路、电机、减速齿轮组、电位器。