对于无人机应用来说,什么样的电机更合适?

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来源：电子发烧友网

现在各种类型的无人机、机器人应用日益广泛，无刷电机体积小、重量轻、转速快这些特点可以说是非常适合无人机，本文我们将介绍一下为什么，无刷电机更适用于无人机。



第一：为什么选择无刷电机？

可靠性大疆的无人机基本都选择了无刷电机。有刷电机，90%以上的故障都是出在碳刷上，这是由其设计本身所决定的，进灰、生锈、震动等情况，都可能导致接触不良，进而引发问题。
寿命长有刷电机的碳刷会磨损，需要定期更新，对于民用产品业说，这显然是不符合实际的；无刷电机则完全没有这方面的顾虑，几乎就是免维护的。
高效这里的高效是指能量的转化率，无刷电机没有接触电阻，也没有碳刷这样的发热元件，电能的利用率高，可以高达90%；而有刷电机只能达到75%，因此无刷电机的运行时长上会有明显优势
散热有刷电机由于有很大一部分电能转换成了热能，因而必须做相应的散热设计。这样就会影响到产品的体积，增加产品的重量，无论是对无人机或是机器人来说，都是不可行的。
控制精度按一般的概念来说，有刷直流电机的控制精度高。但我们要动态的，辩证的看待事物。随着霍尔传感器的普及，与无刷电机完美搭配，精度问题已经解决。

第二：无刷电机是如何测速的？

1、霍尔效应原理测速法无刷电机转轴带动轴上的磁钢旋转，从而改变磁场大小，通过霍尔电路将磁场变化转换为脉冲信号，经放大整形，输出矩形脉冲信号。当转速改变时，输出脉冲的频率会发生变化。从而得到直流减速电机旋转的速度。
2、光电测速法使用栅格圆盘和光电门组成测速系统。当无刷电机通过传动部分带动栅格圆盘旋转时，测速光电门获得一系列脉冲信号。这些脉冲信号通过单片机两个定时/计数器配合，一个计数一个定时。计算出单位时间内的脉冲数m,经过单位换算，就可以算得该电机旋转的速度。

第三：电机与电调的连接

控制电机转速的调速器（Speed Controller），很久之前早期的调速器是使用舵机控制可调电阻拨片来实现，此类称为机械调速器，现已退出历史舞台，仅能在一些复刻车架包装盒或者说明书上看到其照片。现在我们说调速器，都是指电子调速器，简称电调、ESC（Electronic Speed Controller）。按大类来分，电机可分为有刷动力和无刷动力。即有刷电调搭配有刷电机，以及无刷电调搭配无刷电机。

有刷电调配合有刷电机使用。有刷电调往往只有4根线，2根是输入电源端，接到正负极。另外2根则是控制电机转速的输出端，接到电机的2个电极上。通过改变电流/电压以及传导方向就可以实现对转速以及正反的控制。
无刷电调，和有刷一样道理，无刷电机需要工作，就必然需要一个无刷电调。如下图，电机和电调之间是由两束线连接的。红、黄、黑三色这束线，是电源线，电调将交变的电能传送到电机，驱动电机旋转；黑色的这一组扁线是信号线，将由霍尔传感器检测到的转速信号，传递给电调。
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