无人机用无刷直流&永磁同步电机

小吖木99

为什么无人机电机一般是无刷直流而不是永磁同步电机？因为无刷直流电机转矩密度大、效率高？

bigmag

无刷电机控制简单方便。

mfkfnaps

成本也是一方面吧

小吖木99

不考虑电机振动输出平稳么？永磁同步电机这方面应该有优势啊

cne53102

小吖木99 发表于 2017-6-6 23:52
不考虑电机振动输出平稳么？永磁同步电机这方面应该有优势啊

如同噪声指标一样它对这个几乎没什么要求，动力而已。
功率密度、效率和成本才是关键。

小吖木99

cne53102 发表于 2017-6-7 07:49
如同噪声指标一样它对这个几乎没什么要求，动力而已。
功率密度、效率和成本才是关键。

噪声可以不考虑，振动不考虑吗？我感觉电机振动对无人机的稳定有很大影响。 我看到有报道商用载人无人机用永磁同步电机

zmh169

现在很多无刷电机都用永磁同步电机的控制方式了，正弦波驱动，FOC控制策略

solomonzhang

方波控制主要还是成本低，所以选用的比较多，也比较符合目前的状况；相信后续都会改正弦波；因为方波控制中的一些缺陷慢慢都显现出来了，正弦波却可以解决

cne53102

小吖木99 发表于 2017-6-7 08:37
噪声可以不考虑，振动不考虑吗？我感觉电机振动对无人机的稳定有很大影响。 我看到有报道商用载人无人机 ...

设计合理的情况下振动都不会很夸张的，桨叶和电机又不是偏心轮。
它不需要低振动，就算是烧油的震动也不会影响飞行，摄像头靠云台保持稳定，不受振动影响，载人的话，那是另一回事。
但如果牺牲一定的振动能够换来更好的性能的话，振动无所谓，即使载人也可以在结构上隔振或减震（可参考汽车发动机与车体的连接）
在天上，重量轻、功率大和效率高是最重要的，同时，设备和运行费用越便宜越好。
更高的功率密度和效率换来更长的飞行时间，功率不变的情况下提高功率密度使电机体积缩小，减重减体积，那就可以带上更大的电池或更多的设备。
噪声和振动与这些比起来，根本就无所谓的。
四轴追求低噪声的时候是无感正弦FOC驱动，但电机并没有什么特别的。
云台的电机对平稳性有要求，但我不清楚他们到底有没有特别的去设计这个电机，我没研究过市售的云台电机

小吖木99

cne53102 发表于 2017-6-7 13:08
设计合理的情况下振动都不会很夸张的，桨叶和电机又不是偏心轮。
它不需要低振动，就算是烧油的震动也 ...

谢谢分享。
有报道现在国内载人电动飞机用的永磁同步电机，小无人机用的无刷直流电机，所以有些困惑。
“中国首款电动飞机RX1E将量产 官方资料显示锐翔电动飞机由中国工程院院士杨凤田牵头，辽宁通用航空研究院研发，是我国首款电动力载人轻型飞机。这款轻型运动飞机以锂电池为能源，稀土永磁同步电动机为动力，最大飞行高度3000米，每充电一个半小时可飞行45—60分钟。”

另外在《永磁无刷直流电机技术》中谭建成老师写到 无刷直流电机比同机壳尺寸的永磁同步电动机功率密度大约15%，两种电动机在恒转矩模式下运行时无刷直流电动机比永磁同步电动机的每单位峰值电流产生的转矩要高，看理论推算的确是这样的（基于铜耗与相反电势傅值相等），有个困惑是推算的时候相电阻一样反电动势幅值也相等，实际上是这样么？考虑到控制等其他因素后不知道实际上能差多少？

cne53102

小吖木99 发表于 2017-6-7 15:51
谢谢分享。
有报道现在国内载人电动飞机用的永磁同步电机，小无人机用的无刷直流电机，所以有些困惑。
...

我知道有这个飞机的事，但具体并不清楚，刚才从网上搜到的试飞报告得知这个飞机使用4组电池8.8千瓦时，电机最大输出功率40千瓦，巡航12千瓦，电压351V（64%电量时），电流35A。

我猜测啊，他们之所以选择永磁同步电机，不是因为性能，而是这样的选择，对这个项目来说，成熟、稳定、可靠、容易实现，毕竟载人的东西不可能用航模的方案，而从头开发电机和驱动器这种从轮子造起的做法对这个项目来说可能太久太繁琐了。这个选择是为了开发方便和确保运行稳定可靠（因为应该是用了成熟的电机和驱动器），而不是为了优化性能。当然，不难理解这种大功率电机用正弦驱动确实有利于减小对其他设备的干扰。

“无刷直流电机比同机壳尺寸的永磁同步电动机功率密度大约15%，每单位峰值电流产生的转矩要高”我赞同这一点，但我也并没有什么实测的数据。我对“每单位峰值电流产生的转矩要高”没有疑问，毕竟波形放在那看面积就能看到差别，但我很担心方波与正弦的效率相比到底如何（就是那多出来的15%是否是以极低的效率为代价得到的）。

综合其他因素的话，控制、驱动侧的消耗在总量上还是非常小的，我认为可以只关注电机和驱动方式上的差别。

njclark

外转子无人机，磁钢表贴在旋转的外壳上，构成无人机外转子，请教：外转子轭部通常用什么材料？外形上判断不是硅钢片，想知道是什么金属材料能满足导磁性能。

小吖木99

njclark 发表于 2017-6-8 08:47
外转子无人机，磁钢表贴在旋转的外壳上，构成无人机外转子，请教：外转子轭部通常用什么材料？外形上判断不 ...

表贴磁钢外壳可考虑用secc

njclark

小吖木99 发表于 2017-6-8 10:01
表贴磁钢外壳可考虑用secc

secc是钢板，冲压或钣金工艺常用，但我看过的航模电机外壳（轭部），看上去是机加工工艺，现在也搞不清是什么材料。

Vida

PMSM是SPWM驱动；
BLDC电机是方波或梯形波（含有大量的0%和100%的时段，其余少数时段只是产生上升沿和下降沿）驱动，这样可以省去一定因高频载波产生的涡流损耗，另外:为了减轻重量无人机电机的转子几乎或完全没有厚实的那层完整磁轭，即便是用正弦波电场也不能发挥出低转矩脉动的优势。

Eragon2016

njclark 发表于 2017-6-8 08:47
外转子无人机，磁钢表贴在旋转的外壳上，构成无人机外转子，请教：外转子轭部通常用什么材料？外形上判断不 ...

电工纯铁啊，我们无人机动力电机都是这个，也有用10#钢代替的

LEO_LWM

Eragon2016 发表于 2017-11-24 16:35
电工纯铁啊，我们无人机动力电机都是这个，也有用10#钢代替的

您好，请问具体的牌号都有啥啊？磁钢一般用什么？