无人机动力源的背后---电机与外转子

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无人机的出现为我们认识事物提供了新的方式与视角，近十年来应用日渐普及，快递业、影视拍摄、监控巡查、交通、农业、林业、警用安防、测绘等领域对无人机呈现出明显的需求增长。

无人机的动力来源主要是电机，电机提供的电能转化成机械使得无人机的螺旋桨转动，实现飞行。而电机又主要由定子、转子、铁心、磁钢等部分构成，其使用的电机主要为有刷电机与无刷电机两种。
有刷电机的主要结构包括定子、转子以及电刷，电刷与转向器不断接触摩擦，在转动中起导电和换向作用，通过旋转磁场获得转动力矩，输出电能。

有刷电机运行

无刷电机的主要构成包括定子、转子、位置传感器和电子开关电路，但是为减轻航模以及小型无人机上的重量，无人机结构组成中是没有位置传感器的，却而代之的是使用电子调速器。在转子类型上，无人机无刷电机的转子以外转子居多。

无刷电机主要构成

对比两种电机，有刷电机可连续工作约5000小时，使用寿命在2-3年之间；而无刷电机则可连续工作20000小时以上，使用寿命也是有刷电机的2-3倍，可使用7-10年，同时，无刷电机更为节能，其耗电量仅为有刷电机的1/3。
基于性能、稳定性、使用寿命、能耗等方面考虑，无刷电机是无人机电机的主流选择。

无刷电机内部运行

无人机的动源来自电机带动旋转桨转动，而在无刷电机实现电能与动能转换的过程中，需要外转子不断旋转。外转子内部是静态的而外部外壳转动，通常来说，嵌磁钢（永磁体）部分会转动，而线圈部分不转动，从而实现能量的转换。外转子的优点也在旋转中体现出来，全封闭的结构使得外转子在启动后迅速运转，且整体功耗低、转速快，呈现出高效的特点。但是同时也存在转子惯性大，噪音大的问题，因此外转子对品质要求高，特别是动平衡方面的要求。

外转子能否正常运转很大程度影响了无人机的正常使用，而作为旋转体的外转子，必然将面临转子不平衡的问题。外转子部件在加工生产中会存在材质不均、毛坯缺陷、加工装配公差等问题，各部件在组装过程中不平衡量会进行累积，致使组合成型后的外转子初始不平衡量大，如果修正不当，就会引起剧烈振动、噪音大，严重时会影响无人机飞行。
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