什么是無刷直流電機(jī)

無刷電機(jī)中心部位是具有硅鋼片和繞組（稱為線圈）的組件，該核心不會(huì)旋轉(zhuǎn)，稱為“定子”，圍繞定子的是一個(gè)“轉(zhuǎn)子”的組件，其中包含一個(gè)磁軛和一圈永磁體。在單相電機(jī)中，當(dāng)將電能饋入定子時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)吸引并排斥轉(zhuǎn)子中的磁體，從而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180度。為了保持旋轉(zhuǎn)，電磁鐵的磁極每180度切換一次，這就是電機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力的運(yùn)動(dòng)方式，通常，在無人機(jī)上發(fā)現(xiàn)的電機(jī)是三相電機(jī)，但是該基本原理保持不變。

無刷電機(jī)將飛機(jī)帶入天空并保持相機(jī)水平，快速，強(qiáng)大，敏捷，高效且極其可靠，無人機(jī)電機(jī)的振動(dòng)幅度對(duì)性能有重要影響。在飛行過程中，電機(jī)通常會(huì)帶來更大的震動(dòng)，一旦阻尼控制不好，會(huì)產(chǎn)生很大的加速度，這將不可避免地導(dǎo)致陀螺儀輸出的變化，從而導(dǎo)致角度發(fā)生變化。任何飛行動(dòng)作的延遲，給用戶的直觀感覺是無人機(jī)不穩(wěn)定。

無人機(jī)為什么要使用無刷直流電機(jī)

隨著無人機(jī)的加速度和重量的增加，它將給整個(gè)電機(jī)系統(tǒng)帶來更大的壓力。為了提高無人機(jī)電機(jī)的效率，必須體積小﹑輸出功率高﹑降低功耗，只有通過增加電機(jī)尺寸來實(shí)現(xiàn)電機(jī)效率，但是無人機(jī)電機(jī)必須緊湊且功率高才能安裝在無人機(jī)上。為了增加輸出功率，需要增加電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速﹑額定轉(zhuǎn)速，扭矩的增加趨于增加電機(jī)的尺寸。同時(shí)，無人機(jī)電機(jī)具有較高的基頻和載波頻率，繞組中產(chǎn)生的渦流損耗的影響變大。此外，在操作期間，導(dǎo)體電阻率隨著線圈的溫度升高而增加，有效的是增加電樞的散熱，可以抑制和降低電樞的電阻以提高效率。

無人機(jī)可以懸停并可以進(jìn)行航拍，MEMS傳感器（例如3軸加速度計(jì)，3軸陀螺儀和氣壓傳感器）可以在飛行過程中檢測(cè)無人機(jī)的俯仰角和側(cè)傾。當(dāng)MEMS傳感器融合慣性測(cè)量功能檢測(cè)到角度變化時(shí)，可以調(diào)整電機(jī)向相反方向旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到按規(guī)定的方向穩(wěn)定的飛行。專業(yè)級(jí)無人機(jī)至少需要四到六個(gè)無刷電機(jī)來驅(qū)動(dòng)無人機(jī)的轉(zhuǎn)子，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器來控制無人機(jī)的速度和方向。多旋翼的電機(jī)最大拉力總和不應(yīng)低于無人機(jī)總重的1.5倍，最好達(dá)到2倍以上。電機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)于無人機(jī)的穩(wěn)定性非常重要，專業(yè)級(jí)無人機(jī)的電機(jī)系統(tǒng)更加準(zhǔn)確可靠，這是無人機(jī)電機(jī)領(lǐng)域電機(jī)需要改進(jìn)的方向。

電機(jī)繞組的質(zhì)量在無人機(jī)電機(jī)的性能中也起著重要作用，線圈的數(shù)量與電磁力的大小直接相關(guān)。如果繞圓旋轉(zhuǎn)一圈或多圈，磁場(chǎng)的分布將發(fā)生變化，因此電磁力會(huì)受到影響，電磁力直接影響電機(jī)的輸出功率。因此，一旦繞組數(shù)改變，將直接影響無人機(jī)的性能。目前有兩種類型的無人電機(jī)繞組：手動(dòng)繞組和機(jī)器繞組。手動(dòng)繞線的成本較高。機(jī)器繞組需要送絲機(jī)并且槽滿率較難控制，市場(chǎng)上的大功率和高效率電機(jī)是手動(dòng)繞線的。

無人機(jī)用無刷直流電機(jī)的要求

消費(fèi)級(jí)無人機(jī)使用直流無刷電機(jī)，需要嚴(yán)格的性能測(cè)試和技術(shù)驗(yàn)證系統(tǒng)，以確保產(chǎn)品的可靠性，電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電機(jī)控制算法方面有一定要求。隨著高性能芯片的發(fā)展，傳感器不僅可以滿足導(dǎo)航的信息融合，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)飛行進(jìn)行最佳控制，對(duì)電機(jī)制造技術(shù)門檻不高。