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[導讀]   無人機市場被帶火了之后,很多供應鏈上游的行業(yè)重新煥發(fā)了生機,比如做碳纖維的、做電池的,甚至做起落架的。其中,很多配件都在適應著無人機行業(yè)的變化,比如電機。   無人機的崛起讓這些原本

  無人機市場被帶火了之后,很多供應鏈上游的行業(yè)重新煥發(fā)了生機,比如做碳纖維的、做電池的,甚至做起落架的。其中,很多配件都在適應著無人機行業(yè)的變化,比如電機。

  無人機的崛起讓這些原本從事普通電機制造的企業(yè)看到了希望,部分企業(yè)開始借此機會轉戰(zhàn)無人機電機市場,甚至連原本從事智能終端、安防甚至是玩具等領域的企業(yè)也大批量進入無人機領域。

  其實電機是簡稱,一般叫它電動機,是將電能轉化為機械能的一種轉換器,由定子、轉子;鐵心、磁鋼主要部分組成。電動機的工作原理與磁鐵類似,利用電產(chǎn)生相同的電極,相互排斥,就產(chǎn)生了電機旋轉。

  看到這里,想必讀者會回憶起初中所學的電磁感應原理,想不起來也沒關系,可以去百度了。
 

  無人機最早是航模時代發(fā)展過來的,既然航模是無人機的前身,那航模最早是用的什么電機呢?航模最早采用的是有刷電機,其內(nèi)置機械換向器,轉子的是中間的鐵心,在鐵心后端有3個以上的銅片,這個銅片就是通過外部緊緊夾在上邊的碳刷為線圈供電的。隨著電機的轉動,夾在兩邊的碳刷是固定不動的,也就在電機轉動的過程中起到了換向的作用,這也可以叫做換向器,換向器隨著電機的轉動不斷的變換著方向,而轉子外邊就是由兩塊磁鋼緊緊貼在電機外殼上。

  但有刷電機體積大,笨重,功率小,壽命短,碳刷很容易隨著長時間的工作或電壓過高負載過大,在很短時間內(nèi)磨損很嚴重。所以,目前無刷電機逐漸取代了有刷電機。

  無刷電機沒有有刷電機一樣內(nèi)置換向器,不能夠獨立工作,必須有換向器的配合,也就是無刷電調才可以工作。無刷電機中還有一種外轉子電機了,這種電機散熱性好,磁極數(shù)多,扭矩相比內(nèi)轉子電機大,轉速低,大部分應用于航模、無人機的較多。

  無刷電機由于沒有了碳刷的存在,壽命大幅度提升。另外,無刷電機轉速同比有刷電機轉速要高出很多。這也引發(fā)了一些問題,在早起無刷電機剛面世的時候,由于大多配合低速槳使用,經(jīng)常“爆殼”與“爆槳”。爆殼是指電機轉速過高,由于離心力過大所致電機外殼爆裂,導致磁塊迅速飛出。爆槳也差不多,就是在達到一定的轉速后,由于離心力或其他力向導致螺旋槳從電機飛出甩向四周。還有,無刷電機使用的是外部電子換向器,換向頻率8KHZ,頻率非常高,也致使電機功率加大了很多,同有刷電機相比重量也輕了很多。

  而在無刷電機逐漸攻占無人機市場的時候,也帶動了另一個配件的紅火,電調。由于無刷電機不能獨立工作,必須有電調作為換向器配合才能工作,所以電調市場也被帶起來了?,F(xiàn)在無人機電機是什么情況呢?

  消費級無人機使用的是直流無刷電機,其在電機結構設計和電機控制算法等技術方面都有一定的要求,也需要嚴格的性能測試與技術驗證體系來保證產(chǎn)品的可靠性。隨著高性能芯片的發(fā)展,電機不僅能夠滿足導航傳感器的信息融合,而且可以實現(xiàn)無人機的最優(yōu)控制,技術門不高。

  電機的振動幅度對于無人機的性能有著重要影響。在飛行過程中,電機一般會帶來較強烈的振動,一旦減震控制不好,就會在飛行過程中產(chǎn)生很大的加速度,勢必會帶來陀螺輸出的變化,進而引起角度變化,電機就會延誤動作,最后給用戶的直觀感覺就是無人機不平穩(wěn)。

  加速度和重量的增加會給整個電機系統(tǒng)帶來更大的壓力,無人機之所以能懸停,可以做航拍,是因為微機電系統(tǒng)可以檢測無人機在飛行過程中的俯仰角和滾轉角變化。當電機控制系統(tǒng)檢測到角度變化后,就可以控制電機向相反的方向轉動,進而達到穩(wěn)定的效果。專業(yè)級無人機至少需要用到四至六顆無刷電機,用來驅動無人機的旋翼,電機驅動控制器則用來控制無人機的速度與方向。電機控制系統(tǒng)對無人機的穩(wěn)定性至關重要,因此,專業(yè)級無人機的電機系統(tǒng)要更精準可靠,這也是無人機電機領域的電機企業(yè)需要改進的方向。

  另外,電機上的繞圈質量也對無人機的性能起到重要作用。線圈的數(shù)量直接跟電磁力的大小有關系,多繞一圈或少繞一圈都會改變磁場的分布,所以會影響電磁力,而電磁力直接影響到電機的輸出功率。所以,一旦繞線數(shù)量改變了,直接影響無人機的性能。據(jù)了解,目前國內(nèi)的很多無人機電機還在采用人工繞線的方式,尤其是植保機領域。因為繞線設備的費用較為高昂,很多電機廠商為了壓縮成本,不購置繞線設備,只能依靠人力。

  在消費級無人機已成紅海的情況下,專業(yè)級無人機迎來了高速發(fā)展時期,但專業(yè)級無人機對相關的電機和電機控制的要求特別高,從智能終端等領域轉行做電機的那一批廠商,能否提供更加精確、更加穩(wěn)定的電機及控制方案?這是把握住專業(yè)級無人機高速發(fā)展的重要契機。

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