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目錄第一節(jié)多旋翼無人機組裝概述第二節(jié)多旋翼無人機機架系統(tǒng)的組裝第三節(jié)多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝第四節(jié)多旋翼無人機飛控系統(tǒng)的組裝第五節(jié)多旋翼無人機遙控裝置的組裝第六節(jié)無線圖傳設(shè)備的組裝第七節(jié)云臺的組裝目錄第一節(jié)多旋翼無人機組裝概述第二節(jié)多旋翼無人三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝
電動無人機油動無人機優(yōu)點1.系統(tǒng)穩(wěn)定性強,可靠性高;2.日常維護簡單,易掌握,對飛行員的操作水平要求低;3.場地適應(yīng)能力強,展開迅速,輕便靈活;4.高原性能優(yōu)越,電動機輸出功率不受含氧量影響;5.電池可充電重復使用,使用成本低,同時環(huán)保低碳;6.電動無人機震動小,成像質(zhì)量好1.油動無人機具有較好的抗風能力;2.油動無人機續(xù)航能力強缺點1.抗風力弱(最高可抗5級風);2.續(xù)航能力弱(基于現(xiàn)有電池的能量密度,電動無人機的續(xù)航能力較弱)1.油動無人機使用復雜,不易掌握,對飛行員的操作水平要求高;2.穩(wěn)定性差(現(xiàn)有民用無人機大多采用航模發(fā)動機,發(fā)動機穩(wěn)定性差,工藝復雜;3.環(huán)境場地適應(yīng)能力差,高原性能不足;4.震動大(發(fā)動機震動較大,影響成像質(zhì)量,容易對傳感器造成損傷);5.危險性大(油動無人機系統(tǒng)較重,危害大)電動無人機與油動無人機特點比較電動系統(tǒng)和油動系統(tǒng)的多旋翼無人機各具特點,應(yīng)用場合和性能特性也有區(qū)別,兩者的特點如下:三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝
電動無人機油動無人機優(yōu)點1.三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝電池的截止電壓(單位:V)1.電動系統(tǒng)電動系統(tǒng)是將化學能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為機械能為無人機飛行提供動力的系統(tǒng),一般由電池、電調(diào)、電機和螺旋槳組成。1、電池1)標稱電壓電池的電壓是用伏特(V)來表示的。標稱電壓是廠家按照國家標準標示的電壓,實際使用時電池的電壓是不斷變化的。一般說一組或一個電池的電壓都是標稱電壓,比如鋰聚合物電池,標稱電壓一般為3.7V,但使用中的實際電壓往是高于或低于這個標稱電壓的,鋰聚合物單塊電芯電池正常使用的最低電壓是2.7V,最高是4.2V,不同種類電池的截止電壓電池種類放電最低截止電壓充電最高截止電壓鋰離子2.74.2鋰聚合物2.74.2鋰錳2.74.2鋰鐵2.73.6鎳氫0.81.5三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝電池的截止電壓(單位:V)1.三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2)電池容量
電池的容量是用毫安·時(mA·h)來表示的。它的意思是電池在1h內(nèi)可以放出或充入的電流量。
例如,1000mA·h就是這個電池能保持1000mA(1A)放電1h。但是電池的放電并非是線性的,所以不能說這個電池在500mA時能維持2h。不過電池的小電流放電時間總是大于大電流放電時間的,所以可以近似算出電池在其他電流情況下的放電時間。
某些廠家生產(chǎn)的電池標稱電量往往高于它的實際電量。3)充/放電倍率
(1)放電倍率:電池的放電能力是以倍數(shù),即放電倍率(C)來表示的,即按照電池的標準容量可達到的最大放電電流。
此外,放電電流不但和C有關(guān),還和容量相關(guān),因此C小的電池有可能比C大的放電電流還要大。不論何種電池,放電倍率越大,壽命越短。
(2)充電倍率:一般用于充電時限制最大充電電流,以免充電電流過大損害電池使用壽命,計算方法與放電電流相同、也用倍數(shù)(C)來表示。
C的倒數(shù)是電池放完電所用的時間,單位為h。
不能用低C的電池大電流充放電,這樣會使電池迅速損壞,甚至自燃。1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2)電池容量1.三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝4)串聯(lián)并聯(lián)數(shù)
經(jīng)常用“XSXP”表示多少電芯并聯(lián)或串聯(lián)的情況。XS(serice,串聯(lián))代表電池組中串聯(lián)電池的個數(shù),所以3S代表內(nèi)有3個電芯串聯(lián)。XP(parallel,并聯(lián))代表并聯(lián)電池的個數(shù)。因此,2100mA·h電芯名為3S4P的電池組共有12個電芯。5)循環(huán)壽命
電池的循環(huán)壽命一般指充滿并放光一次電,即充電周期的循環(huán)數(shù)。
鋰電池的壽命一般為300~500個充電周期。6)電池使用注意事項
(1)禁止反向充電。
(2)新的鋰電池組充電之前,應(yīng)逐個檢查電芯的電壓。
(3)盡量減少快速充電的次數(shù)。
(4)必須等鋰電池完全冷卻后才能充電,否則會嚴重損壞電池;剛用過的鋰電池會有余溫,即使表而已完全冷卻,內(nèi)部依然有一定余溫。因此,應(yīng)至少靜置鋰電池40分鐘以上再充電。
(5)考慮安全,充電時盡量使用防爆袋。
(6)切勿充電時無人看守。1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝4)串聯(lián)并聯(lián)數(shù)1三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝6)電池使用注意事項(7)放在阻燃材料上充電,著火時可以避免其他物體燃燒,減少損失。(8)放電電流不得超過說明書規(guī)定的最大放電電流。(9)充電電流不得超過說明書規(guī)定的最大化充電電流。(10)充電電壓不得超過規(guī)定的限制電壓,通常4.2V為每個電芯充電電壓的上限。(11)充電溫度:電池必須在產(chǎn)品說明規(guī)定的環(huán)境溫度在范圍內(nèi)進行充電,否則電池易受損壞。當發(fā)現(xiàn)電池表面溫度異常(超過50℃)時,應(yīng)立即停止充電。(12)放電溫度:電池必須在說明書規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)放電。(13)過放電:鋰電池電壓低于2.75V就屬于過度放電。(14)如果不需供電,一定要斷開電調(diào)上的插頭,以免電池發(fā)生漏電情況。(15)要想發(fā)揮鋰電池的最大效能,就要經(jīng)常使用它,讓電池內(nèi)的電子始終處于流動狀態(tài)。鋰電池深度放電的程度越小,使用的時間越長,如果有可能,應(yīng)盡量避免完全充放電。1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝6)電池使用注意事項1.電動三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝7)貯存
電池應(yīng)放置在陰涼的環(huán)境下貯存,長期存放電池(超過3個月)時,建議置于溫度為10~25℃且無腐蝕性氣體的環(huán)境中。電池在長期貯存過程中,應(yīng)每3個月充放電一次以保持電池活性,并保證每個電芯電壓在3.7~3.9V范圍內(nèi)。8)選用原則
(1)電池輸出電流一定要大于電動機的最大電流。
(2)電動機工作電壓由電調(diào)決定,而電調(diào)電壓由電池輸出決定,所以電池的電壓要等于或小于電動機的最大電壓。
(3)電池電壓不能超過電調(diào)最高承載電壓。
(4)電池的放電電流達不到電調(diào)的電流時,電調(diào)就發(fā)揮不了最高性能,而且電池會發(fā)熱,產(chǎn)生爆炸,所以一般要求電池的持續(xù)輸出電流大于電調(diào)的最大持續(xù)輸出電流。
(5)電池容量與無人機續(xù)航能力密切相關(guān),電池容量越大,續(xù)航能力越強。9)電池與機架常用搭配機型常用電池配制QAV1803S1300mAh25C/45CQAV2503S2200mAh25C/45CF3303S2600mAh25C/45CF4503S3300mAh25C/45C1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝7)貯存機型常用三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2、電機1)無刷電機工作原理無刷電動機在電磁結(jié)構(gòu)上與有刷直流電動機一樣,但其電樞繞組放在定子上,轉(zhuǎn)子上安裝永磁鐵。電動機的電樞繞組一般采用多相形式,經(jīng)由驅(qū)動器接到直流電源上,定子采用電子換向代替有刷電動機的電刷和機械換向器,依靠改變輸入到無刷電動機定子線圈上的電流頻率和波形,在繞組線圈周圍形成一個繞電動機幾何軸心旋轉(zhuǎn)的磁場,這個磁場驅(qū)動轉(zhuǎn)子上的永磁鐵轉(zhuǎn)動,和轉(zhuǎn)子磁極主磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩使電動機旋轉(zhuǎn)。2)無刷電動機參數(shù)某無刷電動機X2212為例參數(shù)
。1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2、電機1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝朗宇無刷電動機X2212參數(shù)參數(shù)名稱KV980KV1250KV1400KV2450定子外徑/mm22222222
定子厚度/mm12121212定子槽數(shù)12121212定(轉(zhuǎn))子級數(shù)14141410電動機型號980125014002450空載電流/A0.30.60.91.6電動機電阻/mΩ133796532最大連續(xù)電流/(A/s)15/3025/1028/1540/30最大連續(xù)功率/W300390365450質(zhì)量(含長線)/g58.5585957轉(zhuǎn)子直徑/mm27.527.527.527.5出軸直徑/mm3.1753.1753.1753.175電動機長度/mm30303030電動機含軸長度/mm32323232最大電池節(jié)數(shù)2~42~42~42~3建議使用電調(diào)規(guī)格/A20303040推薦螺旋槳規(guī)格APC8038,APC9047,APC1047,GWS8043,APC8038APC8060,APC9047,APC9045,APC9060APC9047,APC9045,APC8060,APC8038,APC7062AOC6040適用多旋翼飛行器的質(zhì)量/g300(3S1038/1047,4S8038/8043/8045/9047)--尾推特技機550(3S6040)1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝朗宇無刷電動機X2212參數(shù)參三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝3)選用原則
電機與機架常用配制見下表。3、電子調(diào)速器
電子調(diào)速器,簡稱電調(diào)是控制電動機轉(zhuǎn)速的調(diào)速器,必須與電動機相匹配。1)電調(diào)的作用無人機用電調(diào)具有以下作用:
(1)電調(diào)最基本的功能就是通過飛控板給定PWM信號進行電動機調(diào)速。
(2)電調(diào)為遙控接收機上其他通道的舵機供電。
(3)電調(diào)為飛控供電。
(4)充當換相器的角色,因為無刷電動機沒有電刷進行換相,所以需要靠電調(diào)進行電子換相。
(5)電調(diào)還有一些其他輔助功能,如電池保護、啟動保護和剎車等。機架尺寸常用電機KV值350~450mm1000KV左右250mm2000KV左右180mm3000KV左右電機與機架常用配制1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝3)選用原則機架三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝電調(diào)參數(shù)表2)電調(diào)的選擇
常用的電調(diào)品牌有好盈、花牌和銀燕等。某企業(yè)生產(chǎn)的電調(diào)型號及其參數(shù)如表。型號持續(xù)工作電流/A瞬時電流/A適用鋰電節(jié)數(shù)長×寬×高/mm質(zhì)量/g線性ESC-3A34111×13×40.7N/AESC-7A791-222×12×551A/5VESC-12A12151-322×17×781A/5VESC-20A20252-355×28×7282A/5VESC-25A25302-450×28×12312A/5VESC-30A-?30402-450×28×12342A/5VESC-30A-∥30402-459×28×12363A/5VESC-35A35452-459×28×12383A/5VESC-35A-UBEC35452-459×28×1238開關(guān)模式1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝電調(diào)參數(shù)表2)電三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝電調(diào)參數(shù)表ESC-40A40502-558×58×11353A/5VESC-40A-UBEC40502-558×28×1135開關(guān)模式ESC-45A45552-558×28×11353A/5VESC-45A-UBEC45552-558×28×1135開關(guān)模式ESC-50A50652-558×28×15443A/5VESC-50-UBEC50652-558×28×1544開關(guān)模式ESC-60A60802-663×28×18513A/5VESC-60A-UBEC60802-663×28×1851開關(guān)模式ESC-80A801002-663×28×18603A/5VESC-80A-UBEC801002-663×28×1860開關(guān)模式ESC-100A1001203-696×55×21130無ESC-120A1201503-696×55×21150無ESC-150A1501803-696×55×21180無ESC-80A-HV801003-1096×55×21150無ESC-100A-HV1001203-1096×55×21160無ESC-120A-HV1201503-1096×55×21180無1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝電調(diào)參數(shù)表ESC-40A405三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝3)選用原則
(1)在選擇電調(diào)之前,應(yīng)比較各品牌電調(diào)的性能參數(shù)和性價比,選擇最合適的電調(diào)。
(2)電調(diào)和電動機要合理匹配。
(3)電調(diào)的輸出電流必須大于電動機的最大電流。4、螺旋槳1)螺旋槳的分類根據(jù)材質(zhì)的不同,槳葉可以分成注塑類、碳纖槳和木槳。
(1)注塑槳
注塑槳,是指使用塑料等復合材料制成的槳葉,如下圖所示。三葉槳1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝3)選用原則三葉三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝(2)碳纖槳碳纖槳,是指使用碳纖維制成的槳葉,如圖所示。碳纖維是一種與人造絲、合成纖維類似的纖維狀碳材料。由于碳纖維的材料有優(yōu)異的硬度,可制成合適的槳形,因此非常適合技巧性飛行,其效率優(yōu)于木槳,價格比木槳更貴。
(3)木槳
木槳,是指使用木材制成的槳葉,硬度高、質(zhì)量輕,材料多為櫸木,經(jīng)過風干、打蠟、上漆以后不怕受潮,如圖所示。在航空史中,木槳在早期扮演了非常重要的角色。第一次世界大戰(zhàn)時期的很多無人機都使用的木槳,后來才逐漸被鐵槳取代。碳纖槳木槳1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝(2)碳纖槳碳纖槳木槳1.電動三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2)螺旋槳的參數(shù)性能參數(shù)表電動機槳型號電壓/V電流/A推力/N轉(zhuǎn)速/(r/min)功率/W效率/(g/w)X2212KV980104711.113.28707100146.55.93114511.117.29605853190.95.029047121174084001325.6X2212KV125090471219980100502284.2990471116.88009370184.84.3390471014.866088601484.46X2212KV1400804076.5410560045.59.0180408.57.2500620061.28.1780401010.860065001085.561.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2)螺旋槳的參數(shù)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝3)選用原則
在不超負載的情況下,多旋翼無人機可以更換很多不同的螺旋槳。同樣可以飛起來,但是飛行效果和續(xù)航時間卻是大相徑庭。螺旋槳選得適合,飛行更穩(wěn),航拍效果、續(xù)航時間都兼得;選得不好,可能效果就相反。
相同的電動機,不同的KV值,用的螺旋槳也不一樣,每個電動機都會有一個推薦的螺旋槳。相對來說,螺旋槳配得過小,不能發(fā)揮最大推力;螺旋槳配得過大,電動機會過熱,會使電機退磁,造成電機性能的永久下降。
選擇螺旋槳時應(yīng)考慮以下因素。
(1)不同材質(zhì)的螺旋槳,價格和性能差別較大,根據(jù)實際需要,選擇最適合的螺旋槳。
(2)螺旋槳的型號必須與電動機的型號相匹配,可參考電動機廠家推薦使用的螺旋槳型號。1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝3)選用原則1.三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2電動系統(tǒng)的組裝步驟1、電機與電調(diào)的連接
(1)電調(diào)的3根輸出線與電機的3根輸入線焊接。
(2)電調(diào)的2根輸出線與電機的2根輸入線互換可改變電機的旋轉(zhuǎn)方向。
(3)連接焊接處要牢固、可靠,不能有虛焊,防止無人機在飛行過程中因為抖動而導致意外。
(4)線纜長度適宜,合理布線,保障無人機外表美觀。
(5)所有焊接連接處以及銅線裸露的地方都必須套上熱縮管。
(6)為方便替換零部件一般在連接處使用香蕉頭連接。三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2電動系統(tǒng)的組裝步驟1、三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2電動系統(tǒng)的組裝步驟2、電機的安裝
(1)安裝電機時無人機機頭方向的左上和右下為順時針(CW)電機,右上和左下為逆時針(CCW)電機。
(2)安裝電機時使用的螺絲長度要合適,螺絲過長會頂?shù)诫姍C定子導致燒壞電機,太短不能完全把電機固定鎖在機臂上。
(3)保證電機座與機臂連接牢固。飛行中電機座松動,造成電機偏轉(zhuǎn)也是炸機的重要原因之一。
(4)電機安裝好后要校正水平,電機不平會使多軸無人機的穩(wěn)定性大大降低。三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2電動系統(tǒng)的組裝步驟2、電機三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2電動系統(tǒng)的組裝步驟3、螺旋槳的安裝
(1)螺旋槳一般在飛行前才安裝。
(2)安裝螺旋槳前一定要分清正槳和反槳。螺旋槳如果裝反,起飛時由于受力不平衡,無人機必然會傾覆。
(3)固定螺旋槳的螺帽一定要鎖緊。飛行中由于電機的高頻振動很容易引起螺絲松動造成射槳,射槳不僅肯定會造成炸機,也可能會對飛手和其他人的生命安全造成威脅。三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2電動系統(tǒng)的組裝步驟3、螺旋目錄第一節(jié)多旋翼無人機組裝概述第二節(jié)多旋翼無人機機架系統(tǒng)的組裝第三節(jié)多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝第四節(jié)多旋翼無人機飛控系統(tǒng)的組裝第五節(jié)多旋翼無人機遙控裝置的組裝第六節(jié)無線圖傳設(shè)備的組裝第七節(jié)云臺的組裝目錄第一節(jié)多旋翼無人機組裝概述第二節(jié)多旋翼無人三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝
電動無人機油動無人機優(yōu)點1.系統(tǒng)穩(wěn)定性強,可靠性高;2.日常維護簡單,易掌握,對飛行員的操作水平要求低;3.場地適應(yīng)能力強,展開迅速,輕便靈活;4.高原性能優(yōu)越,電動機輸出功率不受含氧量影響;5.電池可充電重復使用,使用成本低,同時環(huán)保低碳;6.電動無人機震動小,成像質(zhì)量好1.油動無人機具有較好的抗風能力;2.油動無人機續(xù)航能力強缺點1.抗風力弱(最高可抗5級風);2.續(xù)航能力弱(基于現(xiàn)有電池的能量密度,電動無人機的續(xù)航能力較弱)1.油動無人機使用復雜,不易掌握,對飛行員的操作水平要求高;2.穩(wěn)定性差(現(xiàn)有民用無人機大多采用航模發(fā)動機,發(fā)動機穩(wěn)定性差,工藝復雜;3.環(huán)境場地適應(yīng)能力差,高原性能不足;4.震動大(發(fā)動機震動較大,影響成像質(zhì)量,容易對傳感器造成損傷);5.危險性大(油動無人機系統(tǒng)較重,危害大)電動無人機與油動無人機特點比較電動系統(tǒng)和油動系統(tǒng)的多旋翼無人機各具特點,應(yīng)用場合和性能特性也有區(qū)別,兩者的特點如下:三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝
電動無人機油動無人機優(yōu)點1.三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝電池的截止電壓(單位:V)1.電動系統(tǒng)電動系統(tǒng)是將化學能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為機械能為無人機飛行提供動力的系統(tǒng),一般由電池、電調(diào)、電機和螺旋槳組成。1、電池1)標稱電壓電池的電壓是用伏特(V)來表示的。標稱電壓是廠家按照國家標準標示的電壓,實際使用時電池的電壓是不斷變化的。一般說一組或一個電池的電壓都是標稱電壓,比如鋰聚合物電池,標稱電壓一般為3.7V,但使用中的實際電壓往是高于或低于這個標稱電壓的,鋰聚合物單塊電芯電池正常使用的最低電壓是2.7V,最高是4.2V,不同種類電池的截止電壓電池種類放電最低截止電壓充電最高截止電壓鋰離子2.74.2鋰聚合物2.74.2鋰錳2.74.2鋰鐵2.73.6鎳氫0.81.5三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝電池的截止電壓(單位:V)1.三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2)電池容量
電池的容量是用毫安·時(mA·h)來表示的。它的意思是電池在1h內(nèi)可以放出或充入的電流量。
例如,1000mA·h就是這個電池能保持1000mA(1A)放電1h。但是電池的放電并非是線性的,所以不能說這個電池在500mA時能維持2h。不過電池的小電流放電時間總是大于大電流放電時間的,所以可以近似算出電池在其他電流情況下的放電時間。
某些廠家生產(chǎn)的電池標稱電量往往高于它的實際電量。3)充/放電倍率
(1)放電倍率:電池的放電能力是以倍數(shù),即放電倍率(C)來表示的,即按照電池的標準容量可達到的最大放電電流。
此外,放電電流不但和C有關(guān),還和容量相關(guān),因此C小的電池有可能比C大的放電電流還要大。不論何種電池,放電倍率越大,壽命越短。
(2)充電倍率:一般用于充電時限制最大充電電流,以免充電電流過大損害電池使用壽命,計算方法與放電電流相同、也用倍數(shù)(C)來表示。
C的倒數(shù)是電池放完電所用的時間,單位為h。
不能用低C的電池大電流充放電,這樣會使電池迅速損壞,甚至自燃。1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2)電池容量1.三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝4)串聯(lián)并聯(lián)數(shù)
經(jīng)常用“XSXP”表示多少電芯并聯(lián)或串聯(lián)的情況。XS(serice,串聯(lián))代表電池組中串聯(lián)電池的個數(shù),所以3S代表內(nèi)有3個電芯串聯(lián)。XP(parallel,并聯(lián))代表并聯(lián)電池的個數(shù)。因此,2100mA·h電芯名為3S4P的電池組共有12個電芯。5)循環(huán)壽命
電池的循環(huán)壽命一般指充滿并放光一次電,即充電周期的循環(huán)數(shù)。
鋰電池的壽命一般為300~500個充電周期。6)電池使用注意事項
(1)禁止反向充電。
(2)新的鋰電池組充電之前,應(yīng)逐個檢查電芯的電壓。
(3)盡量減少快速充電的次數(shù)。
(4)必須等鋰電池完全冷卻后才能充電,否則會嚴重損壞電池;剛用過的鋰電池會有余溫,即使表而已完全冷卻,內(nèi)部依然有一定余溫。因此,應(yīng)至少靜置鋰電池40分鐘以上再充電。
(5)考慮安全,充電時盡量使用防爆袋。
(6)切勿充電時無人看守。1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝4)串聯(lián)并聯(lián)數(shù)1三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝6)電池使用注意事項(7)放在阻燃材料上充電,著火時可以避免其他物體燃燒,減少損失。(8)放電電流不得超過說明書規(guī)定的最大放電電流。(9)充電電流不得超過說明書規(guī)定的最大化充電電流。(10)充電電壓不得超過規(guī)定的限制電壓,通常4.2V為每個電芯充電電壓的上限。(11)充電溫度:電池必須在產(chǎn)品說明規(guī)定的環(huán)境溫度在范圍內(nèi)進行充電,否則電池易受損壞。當發(fā)現(xiàn)電池表面溫度異常(超過50℃)時,應(yīng)立即停止充電。(12)放電溫度:電池必須在說明書規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)放電。(13)過放電:鋰電池電壓低于2.75V就屬于過度放電。(14)如果不需供電,一定要斷開電調(diào)上的插頭,以免電池發(fā)生漏電情況。(15)要想發(fā)揮鋰電池的最大效能,就要經(jīng)常使用它,讓電池內(nèi)的電子始終處于流動狀態(tài)。鋰電池深度放電的程度越小,使用的時間越長,如果有可能,應(yīng)盡量避免完全充放電。1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝6)電池使用注意事項1.電動三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝7)貯存
電池應(yīng)放置在陰涼的環(huán)境下貯存,長期存放電池(超過3個月)時,建議置于溫度為10~25℃且無腐蝕性氣體的環(huán)境中。電池在長期貯存過程中,應(yīng)每3個月充放電一次以保持電池活性,并保證每個電芯電壓在3.7~3.9V范圍內(nèi)。8)選用原則
(1)電池輸出電流一定要大于電動機的最大電流。
(2)電動機工作電壓由電調(diào)決定,而電調(diào)電壓由電池輸出決定,所以電池的電壓要等于或小于電動機的最大電壓。
(3)電池電壓不能超過電調(diào)最高承載電壓。
(4)電池的放電電流達不到電調(diào)的電流時,電調(diào)就發(fā)揮不了最高性能,而且電池會發(fā)熱,產(chǎn)生爆炸,所以一般要求電池的持續(xù)輸出電流大于電調(diào)的最大持續(xù)輸出電流。
(5)電池容量與無人機續(xù)航能力密切相關(guān),電池容量越大,續(xù)航能力越強。9)電池與機架常用搭配機型常用電池配制QAV1803S1300mAh25C/45CQAV2503S2200mAh25C/45CF3303S2600mAh25C/45CF4503S3300mAh25C/45C1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝7)貯存機型常用三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2、電機1)無刷電機工作原理無刷電動機在電磁結(jié)構(gòu)上與有刷直流電動機一樣,但其電樞繞組放在定子上,轉(zhuǎn)子上安裝永磁鐵。電動機的電樞繞組一般采用多相形式,經(jīng)由驅(qū)動器接到直流電源上,定子采用電子換向代替有刷電動機的電刷和機械換向器,依靠改變輸入到無刷電動機定子線圈上的電流頻率和波形,在繞組線圈周圍形成一個繞電動機幾何軸心旋轉(zhuǎn)的磁場,這個磁場驅(qū)動轉(zhuǎn)子上的永磁鐵轉(zhuǎn)動,和轉(zhuǎn)子磁極主磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩使電動機旋轉(zhuǎn)。2)無刷電動機參數(shù)某無刷電動機X2212為例參數(shù)
。1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2、電機1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝朗宇無刷電動機X2212參數(shù)參數(shù)名稱KV980KV1250KV1400KV2450定子外徑/mm22222222
定子厚度/mm12121212定子槽數(shù)12121212定(轉(zhuǎn))子級數(shù)14141410電動機型號980125014002450空載電流/A0.30.60.91.6電動機電阻/mΩ133796532最大連續(xù)電流/(A/s)15/3025/1028/1540/30最大連續(xù)功率/W300390365450質(zhì)量(含長線)/g58.5585957轉(zhuǎn)子直徑/mm27.527.527.527.5出軸直徑/mm3.1753.1753.1753.175電動機長度/mm30303030電動機含軸長度/mm32323232最大電池節(jié)數(shù)2~42~42~42~3建議使用電調(diào)規(guī)格/A20303040推薦螺旋槳規(guī)格APC8038,APC9047,APC1047,GWS8043,APC8038APC8060,APC9047,APC9045,APC9060APC9047,APC9045,APC8060,APC8038,APC7062AOC6040適用多旋翼飛行器的質(zhì)量/g300(3S1038/1047,4S8038/8043/8045/9047)--尾推特技機550(3S6040)1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝朗宇無刷電動機X2212參數(shù)參三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝3)選用原則
電機與機架常用配制見下表。3、電子調(diào)速器
電子調(diào)速器,簡稱電調(diào)是控制電動機轉(zhuǎn)速的調(diào)速器,必須與電動機相匹配。1)電調(diào)的作用無人機用電調(diào)具有以下作用:
(1)電調(diào)最基本的功能就是通過飛控板給定PWM信號進行電動機調(diào)速。
(2)電調(diào)為遙控接收機上其他通道的舵機供電。
(3)電調(diào)為飛控供電。
(4)充當換相器的角色,因為無刷電動機沒有電刷進行換相,所以需要靠電調(diào)進行電子換相。
(5)電調(diào)還有一些其他輔助功能,如電池保護、啟動保護和剎車等。機架尺寸常用電機KV值350~450mm1000KV左右250mm2000KV左右180mm3000KV左右電機與機架常用配制1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝3)選用原則機架三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝電調(diào)參數(shù)表2)電調(diào)的選擇
常用的電調(diào)品牌有好盈、花牌和銀燕等。某企業(yè)生產(chǎn)的電調(diào)型號及其參數(shù)如表。型號持續(xù)工作電流/A瞬時電流/A適用鋰電節(jié)數(shù)長×寬×高/mm質(zhì)量/g線性ESC-3A34111×13×40.7N/AESC-7A791-222×12×551A/5VESC-12A12151-322×17×781A/5VESC-20A20252-355×28×7282A/5VESC-25A25302-450×28×12312A/5VESC-30A-?30402-450×28×12342A/5VESC-30A-∥30402-459×28×12363A/5VESC-35A35452-459×28×12383A/5VESC-35A-UBEC35452-459×28×1238開關(guān)模式1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝電調(diào)參數(shù)表2)電三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝電調(diào)參數(shù)表ESC-40A40502-558×58×11353A/5VESC-40A-UBEC40502-558×28×1135開關(guān)模式ESC-45A45552-558×28×11353A/5VESC-45A-UBEC45552-558×28×1135開關(guān)模式ESC-50A50652-558×28×15443A/5VESC-50-UBEC50652-558×28×1544開關(guān)模式ESC-60A60802-663×28×18513A/5VESC-60A-UBEC60802-663×28×1851開關(guān)模式ESC-80A801002-663×28×18603A/5VESC-80A-UBEC801002-663×28×1860開關(guān)模式ESC-100A1001203-696×55×21130無ESC-120A1201503-696×55×21150無ESC-150A1501803-696×55×21180無ESC-80A-HV801003-1096×55×21150無ESC-100A-HV1001203-1096×55×21160無ESC-120A-HV1201503-1096×55×21180無1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝電調(diào)參數(shù)表ESC-40A405三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝3)選用原則
(1)在選擇電調(diào)之前,應(yīng)比較各品牌電調(diào)的性能參數(shù)和性價比,選擇最合適的電調(diào)。
(2)電調(diào)和電動機要合理匹配。
(3)電調(diào)的輸出電流必須大于電動機的最大電流。4、螺旋槳1)螺旋槳的分類根據(jù)材質(zhì)的不同,槳葉可以分成注塑類、碳纖槳和木槳。
(1)注塑槳
注塑槳,是指使用塑料等復合材料制成的槳葉,如下圖所示。三葉槳1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝3)選用原則三葉三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝(2)碳纖槳碳纖槳,是指使用碳纖維制成的槳葉,如圖所示。碳纖維是一種與人造絲、合成纖維類似的纖維狀碳材料。由于碳纖維的材料有優(yōu)異的硬度,可制成合適的槳形,因此非常適合技巧性飛行,其效率優(yōu)于木槳,價格比木槳更貴。
(3)木槳
木槳,是指使用木材制成的槳葉,硬度高、質(zhì)量輕,材料多為櫸木,經(jīng)過風干、打蠟、上漆以后不怕受潮,如圖所示。在航空史中,木槳在早期扮演了非常重要的角色。第一次世界大戰(zhàn)時期的很多無人機都使用的木槳,后來才逐漸被鐵槳取代。碳纖槳木槳1.電動系統(tǒng)三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝(2)碳纖槳碳纖槳木槳1.電動三、多旋翼無人機動力系統(tǒng)的組裝2)螺旋槳的參數(shù)性能參數(shù)表電動機槳型號
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