固定翼無人機(jī)技術(shù)-航空電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)

航空電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)

航空電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)15.1

航空電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)組成無刷電動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)組成空心杯有刷電動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)組成無刷電動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)組成

無刷電動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)主要由電池、無刷電動(dòng)機(jī)、電子調(diào)速器（ESC，簡(jiǎn)稱電調(diào)，如圖所示）、平衡充電器和傳動(dòng)系統(tǒng)組成。無刷電動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)組成電池?zé)o刷電動(dòng)機(jī)電調(diào)平衡充電器傳動(dòng)系統(tǒng)

能量裝置，為電動(dòng)機(jī)提供電能，常用能量密度大、重量輕、耐電流數(shù)值較高的鋰聚合物電池。

能量轉(zhuǎn)換裝置，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，屬于外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，無電刷

控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。其輸入端的信號(hào)線與飛控板鏈接，兩條輸入線與電池連接，輸出端三條線與電動(dòng)機(jī)的三條輸入線連接

專用電池必須采用平衡充電器充電

電動(dòng)機(jī)與螺旋槳（旋翼）之間的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)?？招谋兴㈦妱?dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)組成01電池02空心杯有刷電動(dòng)機(jī)03MOS管04平衡充電器專用電池采用平衡充電器充電。為空心杯有刷電動(dòng)機(jī)提供電能，常用鋰聚合物電池?zé)o鐵芯、有電刷的空心杯電動(dòng)機(jī)用作驅(qū)動(dòng)電路15.2

有刷電動(dòng)機(jī)

有刷電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)組成有刷電動(dòng)機(jī)工作原理定子

直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為定子。定子的主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)和機(jī)械支撐，由主磁極、換向磁極、機(jī)座、電刷裝置等組成。定子組成01主磁極02換向極03機(jī)座04電刷裝置電刷裝置是用來引入或引出直流電壓和直流電流的。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿和刷桿座等組成。主磁極的作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)。主磁極由主磁極鐵芯和勵(lì)磁繞組兩部分組成換向極的作用是改善換向，減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)電刷與換向器之間可能產(chǎn)生的換向火花，一般裝在兩個(gè)相鄰主磁極之間，由換向極鐵芯和換向極繞組組成。電機(jī)定子的外殼稱為機(jī)座。為保證機(jī)座具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的導(dǎo)磁性能，一般為鑄鋼件或由鋼板焊接而成。轉(zhuǎn)子組成01電樞鐵芯02電樞繞組03換向器04轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的支撐作用，需有一定的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，一般用圓鋼加工而成。電樞鐵芯是主磁路的主要部分，同時(shí)用以嵌放電樞繞組。一般電樞鐵芯采用由0.5mm厚的硅鋼片沖制而成的沖片疊壓而成電樞繞組的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量變換的關(guān)鍵部件。它是由許多線圈（以下稱元件）按一定規(guī)律連接而成。換向器是由許多換向片組成的圓柱體，換向片之間用云母片絕緣。直流發(fā)電機(jī)基本原理

直流發(fā)電機(jī)的工作原理就是把電樞線圈中感應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì)，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時(shí)變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢(shì)的原理。有刷電機(jī)的主要缺點(diǎn)1.摩擦大，損耗大2.發(fā)熱大，壽命短3.效率低，輸出功率小4.噪聲大，干擾大15.3

無刷電動(dòng)機(jī)無刷電機(jī)工作原理有刷與無刷電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)對(duì)比無刷電機(jī)工作原理

直流無刷電動(dòng)機(jī)是一種不使用機(jī)械結(jié)構(gòu)換向電刷，而直接用電子換向器的新型電動(dòng)機(jī)，屬于三相永磁同步電動(dòng)機(jī)的范疇（如圖）。有刷與無刷電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別

結(jié)構(gòu)上，有刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子是線圈繞組，和動(dòng)力輸出軸相連，定子是永磁磁鋼；無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子是永磁磁鋼，連同外殼一起和輸出軸相連，定子是繞組線圈，去掉了有刷電機(jī)用來交替變換電磁場(chǎng)的換向電刷，故稱之為無刷電機(jī)。名稱定子轉(zhuǎn)子換向電刷直流有刷電動(dòng)機(jī)永磁磁鐵繞組有直流無刷電動(dòng)機(jī)繞組永磁磁鐵無直流無刷電動(dòng)機(jī)型號(hào)

無刷電機(jī)產(chǎn)品的型號(hào)一般以KV值為準(zhǔn)。例如圖中型號(hào)為2212/920KV，其中22代表電機(jī)的外轉(zhuǎn)子直徑22mm，12代表轉(zhuǎn)子的高度為12mm，920KV代表電壓每增加1V則電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速增加920r/min。有刷與無刷電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)對(duì)比有刷電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、開發(fā)時(shí)間久、技術(shù)成熟直流有刷電機(jī)響應(yīng)速度快，起動(dòng)扭矩大直流有刷電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，起、制動(dòng)效果好直流有刷電機(jī)控制精度高直流有刷電機(jī)使用成本低，維修方便噪音低，運(yùn)轉(zhuǎn)順暢壽命長(zhǎng)，低維護(hù)成本無電刷、低干擾在適用范圍方面的不同15.4

空心杯電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)空心杯電動(dòng)機(jī)有刷與無刷區(qū)別特性與應(yīng)用空心杯電動(dòng)機(jī)-結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

空心杯電機(jī)分為有刷和無刷兩種，有刷空心杯電機(jī)轉(zhuǎn)子無鐵芯（如圖），無刷空心杯電機(jī)定子無鐵芯。繞組采用三角形接法?？招谋妱?dòng)機(jī)有刷與無刷區(qū)別空心杯電動(dòng)機(jī)有刷與無刷區(qū)別有刷用物理碳刷和換向器的配合來完成換向，無刷電機(jī)沒有這種物理結(jié)構(gòu)，線圈導(dǎo)線直接連接到控制器

無刷電動(dòng)機(jī)多了個(gè)霍爾有刷是線圈，換向器和連接板在外殼和永磁體中間旋轉(zhuǎn)，他們共同組成轉(zhuǎn)子。無刷的線圈是固定的，磁鐵在中間旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也是轉(zhuǎn)子123空心杯特性與應(yīng)用01節(jié)能特性02控制特性03拖動(dòng)特性04電磁干擾少采用高品質(zhì)的電刷、換向器結(jié)構(gòu)，換向火花小，可以省去附加的抗干擾裝置能量轉(zhuǎn)換效率很高，其最大效率一般在70%以上，部分產(chǎn)品可達(dá)到90%以上（普通鐵芯電動(dòng)機(jī)一般在20～70%）啟動(dòng)、制動(dòng)迅速，響應(yīng)極快，機(jī)械時(shí)間常數(shù)小于28毫秒，部分產(chǎn)品可以達(dá)到10毫秒以內(nèi)（鐵芯電動(dòng)機(jī)一般在100毫秒以上）運(yùn)行穩(wěn)定性十分可靠，轉(zhuǎn)速的波動(dòng)很小，作為微型電動(dòng)機(jī)其轉(zhuǎn)速波動(dòng)能夠容易