標(biāo)題:迎合市場 無人機(jī)電機(jī)的突破在消費(fèi)級無人機(jī)已發(fā)展到相當(dāng)成熟的今天,專業(yè)級無人機(jī)市場亦迎來了暴發(fā)性的增長。但相對于消費(fèi)級無人機(jī),專業(yè)級無人機(jī)對穩(wěn)定性,精確度要求更加高。因此,電機(jī)技術(shù)的完善或會成為左右專業(yè)級無人發(fā)展的一個(gè)重要因數(shù)。
無人機(jī)市場被帶火了之后,很多供應(yīng)鏈上游的行業(yè)重新煥發(fā)了生機(jī),電機(jī)就是其中一個(gè)。無人機(jī)行業(yè)的電機(jī)從航模起家,到消費(fèi)級無人機(jī),再到如今的行業(yè)級無人機(jī),一路發(fā)展,對其精準(zhǔn)、穩(wěn)定、可靠性能的要求越來越高。
業(yè)內(nèi)有人士指出,無人機(jī)整機(jī)幾乎賺不到錢,倒是做碳纖維的、做電池的,甚至做起落架的等上游企業(yè)賺了錢。大概正是這一點(diǎn)讓原本從事普通電機(jī)制造的企業(yè)看到了希望,部分企業(yè)開始借此機(jī)會轉(zhuǎn)戰(zhàn)無人機(jī)電機(jī)市場,甚至連原本從事智能終端、安防甚至是玩具等領(lǐng)域的企業(yè)也大批量進(jìn)入無人機(jī)領(lǐng)域。
其實(shí)電機(jī)是簡稱,一般叫它電動機(jī),是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種轉(zhuǎn)換器,由定子、轉(zhuǎn)子;鐵心、磁鋼主要部分組成。電動機(jī)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(jī)旋轉(zhuǎn)。
無人機(jī)最早是航模時(shí)代發(fā)展過來的,既然航模是無人機(jī)的前身,那航模最早是用的什么電機(jī)呢?航模最早采用的是有刷電機(jī),其內(nèi)置機(jī)械換向器,轉(zhuǎn)子的是中間的鐵心,在鐵心后端有3個(gè)以上的銅片,這個(gè)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(jī)的轉(zhuǎn)動,夾在兩邊的碳刷是固定不動的,也就在電機(jī)轉(zhuǎn)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(jī)的轉(zhuǎn)動不斷的變換著方向,而轉(zhuǎn)子外邊就是由兩塊磁鋼緊緊貼在電機(jī)外殼上。
但有刷電機(jī)體積大,笨重,功率小,壽命短,碳刷很容易隨著長時(shí)間的工作或電壓過高負(fù)載過大,在很短時(shí)間內(nèi)磨損很嚴(yán)重。所以,目前無刷電機(jī)逐漸取代了有刷電機(jī)。
無刷電機(jī)沒有有刷電機(jī)一樣內(nèi)置換向器,不能夠獨(dú)立工作,必須有換向器的配合,也就是無刷電調(diào)才可以工作。無刷電機(jī)中還有一種外轉(zhuǎn)子電機(jī)了,這種電機(jī)散熱性好,磁極數(shù)多,扭矩相比內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)大,轉(zhuǎn)速低,大部分應(yīng)用于航模、無人機(jī)的較多。
無刷電機(jī)由于沒有了碳刷的存在,壽命大幅度提升。另外,無刷電機(jī)轉(zhuǎn)速同比有刷電機(jī)轉(zhuǎn)速要高出很多。這也引發(fā)了一些問題,在早起無刷電機(jī)剛面世的時(shí)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(jī)轉(zhuǎn)速過高,由于離心力過大所致電機(jī)外殼爆裂,導(dǎo)致磁塊迅速飛出。爆槳也差不多,就是在達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速后,由于離心力或其他力向?qū)е侣菪龢獜碾姍C(jī)飛出甩向四周。還有,無刷電機(jī)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(jī)功率加大了很多,同有刷電機(jī)相比重量也輕了很多。
而在無刷電機(jī)逐漸攻占無人機(jī)市場的時(shí)候,也帶動了另一個(gè)配件的紅火,電調(diào)。由于無刷電機(jī)不能獨(dú)立工作,必須有電調(diào)作為換向器配合才能工作,所以電調(diào)市場也被帶起來了。
現(xiàn)在無人機(jī)電機(jī)是什么情況呢?
據(jù)泡泡網(wǎng)文章稱,消費(fèi)級無人機(jī)使用的是直流無刷電機(jī),其在電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電機(jī)控制算法等技術(shù)方面都有一定的要求,也需要嚴(yán)格的性能測試與技術(shù)驗(yàn)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(jī)不僅能夠滿足導(dǎo)航傳感器的信息融合,而且可以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的最優(yōu)控制,技術(shù)門檻不高。
電機(jī)的振動幅度對于無人機(jī)的性能有著重要影響。在飛行過程中,電機(jī)一般會帶來較強(qiáng)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(jìn)而引起角度變化,電機(jī)就會延誤動作,最后給用戶的直觀感覺就是無人機(jī)不平穩(wěn)。
據(jù)加速度和重量的增加會給整個(gè)電機(jī)系統(tǒng)帶來更大的壓力,無人機(jī)之所以能懸停,可以做航拍,是因?yàn)槲C(jī)電系統(tǒng)可以檢測無人機(jī)在飛行過程中的俯仰角和滾轉(zhuǎn)角變化。當(dāng)電機(jī)控制系統(tǒng)檢測到角度變化后,就可以控制電機(jī)向相反的方向轉(zhuǎn)動,進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)定的效果。專業(yè)級無人機(jī)至少需要用到四至六顆無刷電機(jī),用來驅(qū)動無人機(jī)的旋翼,電機(jī)驅(qū)動控制器則用來控制無人機(jī)的速度與方向。電機(jī)控制系統(tǒng)對無人機(jī)的穩(wěn)定性至關(guān)重要,因此,專業(yè)級無人機(jī)的電機(jī)系統(tǒng)要更精準(zhǔn)可靠,這也是無人機(jī)電機(jī)領(lǐng)域的電機(jī)企業(yè)需要改進(jìn)的方向。
另外,電機(jī)上的繞圈質(zhì)量也對無人機(jī)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(guān)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(jī)的輸出功率。所以,一旦繞線數(shù)量改變了,直接影響無人機(jī)的性能。據(jù)了解,目前無人機(jī)電機(jī)繞圈方式有兩種,人工繞線和機(jī)器繞線。據(jù)業(yè)內(nèi)人士指出,人工繞線的成本更高,機(jī)器繞線需要走線器,不能滿幅(即鐵芯繞滿),所以,市面上看到的大功率高效電機(jī)都是人工繞線。
在消費(fèi)級無人機(jī)的帶動下,專業(yè)級無人機(jī)也出現(xiàn)了暴發(fā)性增長,但其對相關(guān)的電機(jī)和電機(jī)控制的要求特別高。因此在無人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上游的部件制造商,能否迎合市場,提供出更加精確與穩(wěn)定的電機(jī)及控制方案?這將會在高速發(fā)展的專業(yè)級無人機(jī)市場上迎來民展的契機(jī)。