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行业资讯 | 无人机电机简析

作者:圣朗玛slmgroup
编辑:
时间:2025-03-19

电机是无人机的动力源。无人机通过改变电机的转速来改变飞行状态,从而实现在空中悬停、上升或下降。本文重点介绍工业无人机电机的基本知识,并说明如何选择合适的电机。


无人机电机定义

无人机电机将电能转化为机械能。电机由定子、转子、铁芯和磁铁的主要部分组成。电机分为有刷电机和无刷电机。无人机的电机主要是无刷电机。一端固定在机架臂的电机底座上,另一端连接螺旋桨,通过旋转产生向下的推力。 


无人机电机的类型

 用于无人机的电机主要有两种。一种是无芯有刷直流电机,多用于小型玩具飞机;另一种是无刷直流电机,多采用外转子设计。低能耗、低噪音、超长寿命、高可靠性的电机被广泛应用于无人机行业。 

有刷电机的主要结构是电刷 + 换向器 + 电枢 + 外壳。因为没有铁芯,所以没有铁损耗,被称为 “无芯电机”。旋转力矩通过旋转磁场获得,从而输出动能。无铁芯电机的效率很高。但由于在高运行条件下过热和机械性能的原因,其体积不能很大。

对于无刷电机,换向工作是由三相交流电完成的,这导致电流和磁场的方向发生变化,转子和相关永久磁铁之间产生排斥和吸引,从而引起旋转。无刷电机的定子是产生旋转磁场的部件,可支撑转子旋转。它主要由硅钢片、漆包线、轴承和支架组成。转子由钕铁硼磁铁和其他材料制成。) 在定子旋转磁场的作用下旋转。组件主要由转轴和磁铁组成。它具有高效率、低能耗、低噪音、超长寿命、高可靠性、变频调速等优点。

无刷电机.png

永磁材料在无人机电机中的作用

在无人机无刷电机的核心部件——转子中,永磁材料的性能直接决定了电机的能量转化效率与动态响应能力。目前工业级无人机普遍采用钕铁硼(NdFeB)永磁体,其磁能积可达50MGOe以上,矫顽力超过12kOe,为微型电机提供了卓越的功率密度。这种稀土永磁材料通过多极充磁工艺(通常为12-18极),可在直径40mm的转子中形成强效磁场,配合定子绕组形成精准的电磁转矩。值得注意的是,高温环境下多采用钐钴(SmCo)永磁体,其温度系数低至-0.03%/℃,在150℃工况下仍能保持90%以上的磁通保持率。近年来,通过晶界扩散技术研发的耐腐蚀钕铁硼材料,采用多层镍铜镍电镀工艺,成功将盐雾测试寿命提升至1000小时以上,显著增强了海上作业无人机的环境适应性。