执行器与驱动
无刷直流电机
无刷直流电机是普通直流电机的高性能表亲,把那会磨损、会打火的电刷给扔掉了。让你无人机螺旋桨转动、硬盘盘片旋转、许多电动车轮子转起来的,正是它。没有相互摩擦、会被磨掉的部件,它运转得更干净、更安静、更凉,寿命也长得多——往往能用上数万小时。
巧妙之处在于它怎样做到不用电刷。普通直流电机里,电刷靠机械方式在恰当时刻翻转电流,好让电机一直转。无刷电机把这桩活从电机里挪到了电子电路里:永磁体如今装在旋转的那一部分上,线圈固定在电机外壳上,一块小电路按正确的顺序、在正确的瞬间切换流过各线圈的电流,把磁体一圈圈拉着转。这种电子式的切换叫换向,所以无刷直流电机又叫电子换向电机。麻烦之处是它没法直接接上电池就转——它任何时候都离不开那块驱动电路。
因为时序由电子电路掌管,而不是靠拖着的电刷,无刷电机能在同样的体积和重量里榨出更大的扭矩和转速,更少的能量白白变成热,还能被极为精细地控制。正是这些好处,让它在凡是看重效率、功率重量比或长寿命的地方都唱主角——从安静的吊扇,到竞速无人机,到机器人关节。代价是复杂和成本:你不只为电机本身买单,还得为驱动器里的那份「脑子」付钱。
一架竞速无人机用四个小型无刷直流电机。每个都配着自己的电子调速器,它每秒上千次地微调电流,让电机精确达到飞控所要求的那个推力。
没有会磨损的电刷——所以无人机电机能在全功率下尖啸着飞上数千个架次。
名字里的「直流」其实有点误导:驱动器实际上把电源切成一段段交替的脉冲送进各线圈。无刷直流电机本质上是一台带着自己一套逆变控制逻辑的交流电机。
又称
另见