無刷直流電機(jī)簡稱為無刷電機(jī),英文Brushless DC motor,簡稱BLDC,多旋翼無人飛行器常用的是三相無刷外轉(zhuǎn)子電機(jī)。無刷電機(jī)是隨著半導(dǎo)體電子技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的新型機(jī)電一體化電機(jī),它是現(xiàn)代電子技術(shù)、控制理論和電機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。
和普通的有刷直流電機(jī)利用電樞繞組旋轉(zhuǎn)換向不同,無刷電機(jī)是利用電子換向并磁鋼旋轉(zhuǎn)的電機(jī)。普通的直流電機(jī)是利用碳刷進(jìn)行換向,碳刷換向存在很大的缺點(diǎn),主要包括1、機(jī)械換向產(chǎn)生的火花引起換向器和電刷摩擦、電磁干擾、噪聲大、壽命短。2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差、故障多,需要經(jīng)常維護(hù)。3、由于換向器存在,限制了轉(zhuǎn)子慣量的進(jìn)一步下降,影響了動態(tài)性能。
三相無刷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)原理示意
而無刷直流電機(jī)的命名就說明了電機(jī)的特性,在電機(jī)性能上和直流電機(jī)性能相近,同時電機(jī)沒有碳刷。多旋翼選用的三相外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)具有以下特點(diǎn)
1、效率高,效率可達(dá)80-92%;
2、壽命長,因?yàn)闆]有了電刷,其壽命大大提高;
3、功率密度大,大部分型號電機(jī)其拉力基本可達(dá)到機(jī)身重量10-20倍;
4、可靠性高,基本無需維護(hù)。