带你详细了解多旋翼无人机各零部件之间的作用 斑斓航空

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带你详细了解多旋翼无人机各零部件之间的作用 斑斓航空
随着多旋翼的快速发展的同时，其相应零件的供应日益多样化。由于多旋翼的载荷根据需求而变化，相应的包括多旋翼构型(四旋翼、六旋翼或八旋翼)在内的“最优”部件组合也是不同的。
多旋翼动力系统由四部分组成:模型电池、电子调速器、直流无刷电机和螺旋桨。器件的每个部分都有一定的规格和相应的性能，所以四个部分有相应的最佳匹配组合。在工程经验中，“高KV电机配小桨，低KV电机配大桨”就隐含了这个道理。对于螺旋桨，主要考虑其尺寸对其升阻性能的影响。对于电机来说，主要考虑不同型号的KV值不同对电机转速的影响，电机的性能是否优越取决于其额定空载电流和电压，以及电枢内阻。对于电调节，主要考虑最大极限电流，其内阻会对电池电压起到一定的降压作用。对于电池，主要考虑其总容量影响多转子续航时间和最大放电率来限制其最大放电电流。
一、螺旋桨的作用
螺旋桨是直接产生推力的部件，也是追求效率的第一目的。匹配电机、马达、螺旋桨，在相同推力下，可以消耗更少的功率，从而延长多旋翼的寿命。所以选择最优的螺旋桨是提高续航时间的捷径。螺旋桨有正反两个方向，因为当电机带动螺旋桨旋转时，会产生一个反向的扭矩，导致车架反方向旋转。通过一个电机的正转和一个电机的反转，反向扭矩可以相互抵消，对应的螺旋桨方向相反。
二、电机的作用
多旋翼电机主要是无刷直流电机，将电能转化为机械能。无刷直流电机工作时由电子电路整流，大大降低了电火花对遥控无线电设备的干扰和噪音。它的一端固定在机架力臂的电机座上，另一端固定在螺旋桨上，通过旋转产生向下的推力。不同尺寸和负载的机架需要匹配不同规格和功率的电机。
三，电调的作用
电子调速器飞控板提供的电流不能直接驱动无刷电机，需要通过电子调节最终控制电机的转速。电调最基本的功能是电机调速(由飞控板给定电压调节)。其次，它还可以给遥控接收器上其他通道的舵机供电。无刷电控还有一个更重要的功能，就是充当换相器。由于无刷电机没有换相用的电刷(DC电源转换为无刷电机的三相电源，对无刷电机起调速作用)，电调需要电子换相。当然还有电池保护、启动保护、刹车等其他辅助功能。电调的作用是将多旋翼飞行控制单元的控制信号快速转换成电枢电压和电流来控制电机的转速。因为电机的电流很大，如果没有电调，仅靠电池电源无法给无刷直流电机供电，飞控板也没有这么大的放电功率，所以电调是电机至关重要的驱动电路。电子控制的另一个功能是为其他机载电子设备提供稳压电源。
电音上会标注多少个A，比如30A，50A。这是电控装置的最大允许电流，超过该电流，电控装置将会损坏。同时电控有相应的内阻，其发热功率需要注意。有些电调电流可以达到几十安培，加热功率是电流平方的函数，所以电调的散热性能也很重要，所以大规模电调的内阻一般都很小。
四。电池功能
电池主要用于提供能量。目前航模最大的问题在于续航不足，关键在于电池容量的大小。目前可以作为模型电源的电池有很多种。常见的有锂电池和镍氢电池，这主要是因为它们性能优异，价格便宜的优势。然而，对于多旋翼无人机来说，单位重量电池的能量负载极大地限制了其飞行时间和任务拓展。
电池的基本特性主要包括电压、放电容量、内阻和放电速率。航模用锂聚合物电池的标称电压一般是一节3.7V，充满电可以达到4.2V。一般为了保证电池总容量和电压，可以用三节电池串联使用。实际中，在电池的放电过程中，电池的容量逐渐减小，研究表明，在某些地区，电池的剩余容量基本上随电池电流线性减小。但在电池放电后期，电池容量可能会随着电流的变化而急剧下降，所以通常会设定航模电池的安全电压，3.4V或其他，视具体情况而定，以保证无人机在电池耗尽前有足够的电量回家。另外，不仅放电时电压会下降，而且由于电池本身有内阻，放电电流越大，内阻引起的电压降越大，所以输出电压越小。特别是电池在使用过程中，不能完全放电，否则会对电池造成不可挽回的损害。
锂电池组由两部分组成:电池和锂电池保护电路。在电池组中，多个电池串联以获得所需的工作电压。如果需要更高的容量和更大的电流，电池应该并联。
多旋翼动力系统是多旋翼能量的来源，直接关系到飞机的悬停时间、最大载重量、飞行距离等重要指标。本章从能量的角度分析了多旋翼的这些性能。一般来说，我们希望避免能量的损失，获得最高的系统效率，而电动调节器、电机、电池的内阻越小越好。为了提高飞机的悬停时间、最大载重量和飞行距离，电池容量越大越好。但是，容量越大，重量越大。重量越重，悬停时间、最大载重和飞行距离越低。有时候设计出来的多旋翼根本飞不起来，或者飞行时间很短。

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