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STM32+Mission Planner四轴飞行器控制系设计(4)

时间:2020-10-06 10:37来源:毕业论文
外转子无刷直流电机与内转子无刷直流电机的区别在于:外转子的电机将原来处于中心位置的磁钢做成片状,贴到了外壳上,在电机运行时,是整个外壳(

    外转子无刷直流电机与内转子无刷直流电机的区别在于:外转子的电机将原来处于中心位置的磁钢做成片状,贴到了外壳上,在电机运行时,是整个外壳(转子)在转,而中间的线圈定子则固定不动。外转子无刷直流电机相比较内转子来说,转子的转动惯量要大得多(因为转子变成了外壳,主要质量都集中在了转子上,包括桨叶),所以转速较内转子电机稍慢,通常KV在几百到几千之间,这样的构造用在航模上可以直接驱动螺旋桨,从而省去了机械减速机构。

 

    无刷电机KV值定义为:转速/电压,意为输入电压每增加 1 伏特,无刷电机空转转速增加的转速值。如标称值为 1000KV 的外转子无刷直流电机,在 11 伏的电压条件下,最大空载转速即:1000•11 rad/min。

    绕线匝数多的,KV值低,最高输出电流小,但扭力大。

    绕线匝数少的,KV值高,最高输出电流大,但扭力小。

    单从KV值的大小无法评价电机的好坏,因为不同KV值有不同的适用场合,比如:

    KV值小的电机,为达到同样的推力,要比高KV值的省电,所以四轴飞行器为了续航时间的考虑会多使用小KV值的电机。

    KV值大的,同样的设备重量(电机、电调、电池等),得到的最大推力要高过低KV值的电机。

    举个例子:同为郎宇Angel系列的无刷直流电机A2208-1260KV的最大推力为740G,而A2208-2600KV最大推力为748G。

  (1) 一般外转子无刷直流电机的结构

    如图2.5所示,是一些常见的外转子无刷电机的结构:

 

图2.5 常见的外转子无刷电机结构

 

  (2) 外转子无刷直流电机的工作原理

    外转子无刷直流电机的结构与内转子相似,工作原理也基本一样。结构上的区别也仅在于外转子电机的转子包裹在定子外面,当然磁极也分散在绕组外面,贴附在转子壁上。

 

2.1.4 换相与调速

  (1) 换相的原理

    四轴飞行器使用的是无传感器的方式,进行监测转子的实时位置,利用第三相的感生电动势,判断转子的位置。详细说明见图2.6。

 

不通电相切割磁感线

    在AB相通电期间,转子磁体将在此位置逆时针转动,红色部分为N极,蓝色部分为S极。转子转起来后,根据右手定则,没有通电的C侧导线将切割N极的磁感线产生向外的感生电动势,C'侧产生向里的感生电动势。而转子逆时针转过60°后,C侧将切割S极磁感线产生向里的感生电动势,C'侧产生向外的感生电动势。即:在AB相通电期内,CC'线圈上的电压将有一个从正到负的变化,同理,AC相通电,BC相通电,也会在对应的BB'线圈与AA'线圈上产生正负交替一次的感生电动势。而这感生电动势完全换向的时刻即“过零点”。

    有了“过零点”,也表示只要监视CC'线圈的电压,就能知道转子什么时候转过了过零点,也就是能换相了。

  (2) 换相时机

    换相的时机通过“电角度”决定。

    在被测线圈上的电角度走过360°时,就表示到了下一次的换相时机。

 

  (3) 调速

    无论无刷直流电机的换相模式有何等复杂,实质上说,它还是属于直流电机。只不过将原来有刷电机的物理换向器换成了电子换相器。通过调整电压的大小来达到控制转速的目的。 STM32+Mission Planner四轴飞行器控制系设计(4):http://www.751com.cn/jixie/lunwen_62399.html

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