上一篇我们介绍了电机(无人机关键零部件——电机),这篇主要来了解一下无人机动力系统的另一关键组件——电调。

电调全称电子调速器,英文Electronic Speed Controller,简称ESC。电机为无人机提供动力,电调则通过接收飞行控制主板发出的指令,控制电机转速来调节动力的输出,进而控制无人机的飞行速度、方向和姿态。

无人机关键零部件——电调
图 电调 联合飞机
 
电调是无人机动力系统的重要组成部分之一,也分有刷电调和无刷电调,有刷电机适配有刷电调,无刷电机适配无刷电调。
无人机关键零部件——电调

电调的分类

1. 有刷电调:能够提供稳定的动力输出,价格相对便宜,适合对性能要求不太高的无人机。有刷电调需要2根连接线来控制电机,通过改变的输出直流电的电流/电压以及传导方向就可以实现对转速以及正反的控制。
无人机关键零部件——电调图 有刷电调的连接
 
当有刷电机的功率很小,且其工作状态不需要精确控制时,可以直接通过电源或开关控制有刷电机的开关量(即控制有刷电机的启动或停止),这种情况下,有刷电机可以不需要电调。但通常情况下,有刷电机需要有刷电调来控制电机的转速。
无人机关键零部件——电调
图 有刷电机工作原理 来源:惊鸣航科
 
2. 无刷电调:无刷电机比有刷电机更高效、更可靠,因此在高端无人机上应用较多,而无刷电机必须要无刷电调来控制电机的转速。
无人机关键零部件——电调图 无刷电调的连接
 
无刷电调的输出端需要3根线,将直流电源转为三相交流电,通过改变电压及电流输出,控制无刷电机转动并控制其转速。无刷电调能够提供更大的扭矩、更精确的飞行姿态控制更长的使用寿命。
 
无人机关键零部件——电调
图 无刷电机工作原理 来源:惊鸣航科
 

电调的结构

无刷电调在结构上由输入部分电源线、电调主体、输出部分电源线、信号输入线、连接件等构成。

无人机关键零部件——电调
无刷电调的基本构成
 
在实际应用中,以四旋翼无人机为例,电调的使用可分为单电调和四合一电调
单电调就是四个机臂上的电机分别由四个电调控制,优点是损坏后可以单独更换,维护相对容易,成本低,维护简单,但线路较复杂。
四合一电调是将四个独立的电调集成在一个模块上,一般位于无人机机身中间,它减少了布线的复杂性并能减轻重量,且组装方便、接线简单,但是如果四合一电调其中一个损坏,则必须整个更换,代价较高。
无人机关键零部件——电调

如何适配电机、电池及电调?

选择电机、电调和电池时需要遵循确定电机—确定电调—确定电池的顺序。电池、电调的功率要与电机的功率相匹配,一般情况下,可以选择功率稍大一些的电调,以防电调在工作中出现电流过载的情况,简单来说就是要大马拉小车。盲目选用电池、电调容易烧毁电机。
举例来讲,当选择使用最大功率电流是30A的无刷电机时,可以从容量和倍率来确定电池。
如果使用2200mAh 10C的电池,它的最大放电电流是2.2A*10=22A,显然不够带动电机,需要换成2200mAh 20C的电池,此时最大放电电流是44A,应用于30A的电机时放电相对轻松,电机也可以满功率运行。
总结:配合2200mAh 20C的电池,最大负载电流为30A的电机,最大输出为45A的电调是一个比较合理的配置。
无人机旋翼越多,电机越多,需要的电池功率也就越大。
参考资料:
https://mp.weixin.qq.com/s/00MdrINWlSdKEKOlrem-6g
https://blog.csdn.net/weixin_44057803/article/details/130775039
 

原文始发于微信公众号(艾邦智飞网):无人机关键零部件——电调

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作者 ab, 808

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