四轴飞行器的“动力系统”：三相无刷电机的简介

在整个四轴飞行器（或其他多轴飞行器）中还有一套“动力系统”。这套“动力系统”由电调、电机和桨片组成。本节，你将会了解到如何按照自己的需要选择一套四轴飞行器的“动力系统”。

制作无人机的基础是无刷电机。要让整个无人机悬停在空中，电机和螺旋桨的组合是必备的。要想让无人机的飞行时间尽可能长，需要在电机、螺旋桨和整个结构重量之间找到平衡点。如同所有电动机一样，无刷电机包含轴承、线圈、磁体（小型电机用钕磁铁、大型电机用电磁铁），以及由轴承连接的定子和端盖，如图所示。

图中左边的部分包括线圈芯、线圈和滚珠轴承，右边的部分包括永磁体和置于轴承中的转轴。

无刷电机的重要特点是KV值、重量、空载电流、可承载的最大电流和最大电压。

有刷电机通过电刷和换相器这种结构设计获得固定方向的磁场作用力而转动起来。无刷电机没有电刷和换相器，它是如何获得固定方向的磁场作用力的呢？简单而言，依靠改变输入到无刷电机定子线圈上的电流波交变频率和波形，在绕组线圈周围形成一个绕电机几何轴心旋转的磁场，这个磁场驱动转子上的永磁磁钢转动，电机就转起来了。

下图描述了三相无刷电机典型的工作循环过程。要使电机转动，需要利用电子调速器让三相直流电交替出现。每个相位都会随时间依次改变开关状态。

三项交流无刷电机工作循环过程

为什么无人机多数都是用无刷电机呢？这种电机相比于有刷电机摩擦更小、损耗更低。相比于有刷电机，无刷电机发热量小、寿命长、噪音低、运转舒畅、维护成本也更低。

无刷电机最重要的一个参数是KV值，这个数值是无刷电机独有的一个性能参数，是判断无刷电机性能特点的一个重要数据。

1. 无刷电机KV值定义为转速/伏特，意思为输入电压增加1伏特，无刷电机空转转速增加的转速值（转/分钟）

2. 从这个定义来看，我们能知道，无刷电机电压的输入与电机空转转速是遵循严格的线性比例关系的。

例如：某无刷电机KV值为1000KV，意思是此电机在1V电压下，每分钟转速为1000转。则在10V电压下，此电机转速为：10V1000KV=10000转/分，当然这些都是在电机空载的时候。

3. 电机上的四位数字，前两位代表电机定子的直径，单位是毫米。后两位代表电机定子的高度，高度同样是毫米。

例如：2212.代表这个电机定子的直径是22毫米，定子高度是12毫米。

4. 有些电机上还会带有一个一个参数比如：12T、8T.这个T代表的是电机绕线圈数，也叫匝数。

5. 同一个电机，绕线匝数多的，KV值低，最高输出电流小，但扭力大，电机形状扁粗。

6. 同一个电机，绕线匝数少的，KV值高，最高输出电流大，但扭力小，电机形状细高。

无人机电机上的这些参数可以让我们对这个电机的性能以及用途一目了然。责任编辑：gt