Động cơ máy bay không người lái hoạt động như thế nào? DC hay AC?

 

Với sự phát triển của nền kinh tế tầm thấp, máy bay không người lái đang chuyển mình từ đồ chơi cho những người đam mê thành thiết bị cốt lõi cho các ứng dụng chuyên nghiệp. Chúng bay qua các cánh đồng để phun thuốc trừ sâu; di chuyển qua các thành phố để chuyển phát nhanh; thâm nhập sâu vào các mỏ, rừng và khu vực thiên tai, đảm nhận ngày càng nhiều nhiệm vụ công nghiệp và dân dụng.

 

Đằng sau tất cả những điều này, có một lõi năng lượng quan trọng quyết định hiệu suất, độ ổn định và tuổi thọ của chuyến bay - đó chính là động cơ. Nó điều khiển cánh quạt quay với tốc độ cao, tạo lực nâng và lực điều khiển, cho phép máy bay không người lái thực sự "bay".

 

Vậy động cơ máy bay không người lái hoạt động như thế nào? Nó sử dụng dòng điện một chiều hay dòng điện xoay chiều? Bài viết này sẽ bắt đầu từ những nguyên lý cơ bản, giúp bạn hiểu cơ chế hoạt động của động cơ và giải thích lý do tại sao hầu hết các máy bay không người lái đều sử dụng động cơ DC không chổi than.

 

Nhiệm vụ cốt lõi của động cơ drone là chuyển đổi năng lượng điện trong pin thành năng lượng cơ học để dẫn động cánh quạt quay với tốc độ cao, tạo lực nâng và lực đẩy. Hiện nay, hầu hết các drone phổ thông đều sử dụng động cơ DC không chổi than (BLDC), được sử dụng rộng rãi trong drone dân dụng và thương mại nhờ hiệu suất cao, tiếng ồn thấp và chi phí bảo trì thấp.

 

1. Cấu trúc của động cơ không chổi than drone

Một động cơ không chổi than drone thông thường chủ yếu bao gồm các bộ phận sau:

Stator: Được cố định và có các cuộn dây điện từ ba pha quấn bên trong.

Rotor: Quay theo từ trường và thường được trang bị nam châm vĩnh cửu;

Bộ điều khiển tốc độ điện tử (ESC): Bộ điều khiển tốc độ điện tử, được sử dụng để điều khiển hướng dòng điện để đạt được tốc độ và khởi động chính xác.

 

2. Nguyên lý hoạt động: Truyền động điện từ + điều khiển điện tử

Nguyên lý hoạt động của động cơ không chổi than dựa trên cảm ứng điện từ:

Pin cung cấp năng lượng cho ESC;

ESC định kỳ chuyển đổi trình tự cấp điện của các cuộn dây stato theo tín hiệu điều khiển;

Khi cuộn dây được cấp điện, một từ trường quay được hình thành, từ trường này hút hoặc đẩy các nam châm vĩnh cửu trên rôto;

Rôto quay theo từ trường, dẫn động trục và cánh quạt động cơ, tạo ra lực nâng;

Toàn bộ quá trình không yêu cầu chổi than cơ học mà dựa vào điều khiển điện tử để đạt được chuyển động quay, hiệu quả hơn và ít bị mài mòn hơn.

 

3. Tại sao thiết kế không chổi than lại quan trọng?

So với động cơ chổi than truyền thống, động cơ không chổi than loại bỏ chổi than và cấu trúc cổ góp, mang lại một số lợi thế chính:

Tuổi thọ cao hơn: không có bộ phận tiếp xúc cơ học, giảm mài mòn;

Hiệu suất cao hơn: ít tổn thất năng lượng và phản ứng nhanh hơn;

Tiếng ồn thấp hơn: quá trình vận hành êm ái và mượt mà;

Bảo trì dễ dàng hơn: Không cần thay chổi than hoặc làm sạch vụn chổi than thường xuyên.

 

Đây là một câu hỏi mà nhiều người mới bắt đầu hoặc người dùng mới trong ngành thường hỏi: "Động cơ của máy bay không người lái DC hoặc AC?"

 

Câu trả lời rõ ràng: Máy bay không người lái chính thống sử dụng động cơ DC không chổi than (BLDC)

Hiện tại, hơn 95% máy bay không người lái đa cánh và máy bay không người lái cố định trên thị trường được trang bị Động cơ DC không chổi than (BLDC), thay vì động cơ ac truyền thống (động cơ ac) .

Lưu ý: Một số máy đồ chơi giá rẻ và nền tảng thử nghiệm vẫn có thể sử dụng động cơ được chải hoặc các loại khác, do đó, câu lệnh '100%' không được sử dụng .

 

Mặc dù động cơ này có "DC" trong tên của nó, phương pháp lái của nó giống như "mô phỏng AC": nó sử dụng nguồn điện DC (như pin lithium) làm năng lượng và sử dụng bộ điều khiển tốc độ điện tử (ESC) để chuyển đổi nguồn DC thành dòng điện

Mặc dù chúng tôi nói "mô phỏng AC", động cơ DC không chổi than (BLDC) không sử dụng Real AC ., nó sử dụng bộ điều khiển tốc độ điện tử (ESC) để chuyển hướng và trình tự dòng điện trong ba bộ. động cơ ".

 

Tại sao không sử dụng động cơ AC

Mặc dù động cơ AC (như động cơ cảm ứng và động cơ đồng bộ) rất phổ biến trong các kịch bản công nghiệp, nhưng chúng không phù hợp để sử dụng trong máy bay không người lái vì những lý do sau:

Kích thước so sánh	Động cơ DC không chổi than (BLDC)	Động cơ AC
Nguồn cung cấp phù hợp	Thích ứng trực tiếp với các hệ thống cung cấp năng lượng DC như pin lithium	Yêu cầu nguồn điện AC hoặc biến tần, tính di động kém
Trọng lượng thể tích	Nhỏ và nhẹ, phù hợp cho tải bay	Thường lớn và nặng
Kiểm soát tốc độ	Dễ dàng kiểm soát tốc độ và hướng	Điều khiển rất phức tạp và tốc độ phản hồi chậm
Hiệu quả năng lượng và tạo nhiệt	Hiệu quả cao, thế hệ nhiệt thấp	Hiệu quả năng lượng tương đối thấp và yêu cầu tản nhiệt cao
Kịch bản ứng dụng	Máy bay không người lái, công cụ điện, thiết bị mô hình, v.v ... .	Thiết bị công nghiệp, thiết bị gia dụng, những dịp cố định

 

BLDC là một "giải pháp DC" phù hợp hơn cho máy bay không người lái

Sử dụng pin ➜ Nguồn năng lượng là DC

Sử dụng logic điều khiển ESC là kỹ thuật số cao

Chế độ hoạt động ➜ mô phỏng việc đi lại ba pha, nhưng bản chất vẫn là một hệ thống DC

Do đó, từ phương pháp cung cấp năng lượng, phương pháp điều khiển đến kịch bản sử dụng, động cơ DC không chổi than chắc chắn là loại động cơ phù hợp nhất cho các nền tảng chuyến bay UAV .

 

Qua bài viết này, bạn đã biết rằng động cơ DC không chổi than (BLDC) là hệ thống điện phổ biến và tối ưu nhất cho các nền tảng drone hiện nay, với nhiều ưu điểm như hiệu suất cao, tuổi thọ cao và độ ồn thấp.

 

Nếu bạn đang tìm kiếm một động cơ có hiệu suất cao, độ tin cậy cao và khả năng thích ứng với nhiều tình huống bay khác nhau, dòng động cơ drone VSD sẽ là lựa chọn lý tưởng.

 

Chúng tôi tập trung vào nghiên cứu, phát triển và sản xuất động cơ rotor ngoài không chổi than hiệu suất cao. Sản phẩm của chúng tôi đã được sử dụng rộng rãi trong drone đua, nền tảng chụp ảnh trên không đa rotor, drone khảo sát và kiểm tra cấp công nghiệp, v.v. Các ưu điểm cốt lõi bao gồm:

Phạm vi điện áp đầy đủ: hỗ trợ nhiều nền tảng điện áp từ 4S đến 12S;

 

Giá trị KV phong phú: từ 380KV đến 2400KV, tính đến cả độ bền và độ giật;

 

Thiết kế tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng cao: Lực đẩy tối đa có thể đạt 9kg, đáp ứng yêu cầu của các tình huống tải nặng;

 

Giải pháp hỗ trợ toàn diện: Cung cấp các đề xuất lựa chọn ESC, hỗ trợ dữ liệu thử nghiệm và hỗ trợ kỹ thuật kết nối;

 

Hỗ trợ tùy chỉnh: Dịch vụ OEM/ODM để thích ứng với cấu trúc, thông số và yêu cầu về hiệu suất của bạn.

 

Khuyến nghị mô hình động cơ phổ biến VSD

Người mẫu	Phạm vi giá trị KV	Công suất tối đa	Lực đẩy tối đa	Kịch bản ứng dụng điển hình
Động cơ máy bay không người lái 5315	380kv	4257W	9034g	Đa Rôtor cấp công nghiệp, UAV tải lớn
Động cơ máy bay không người lái 4720	420kV	3037W	7232g	Nhiếp ảnh trên không đa Rôtor và Nền tảng Khảo sát và Bản đồ Thương mại
Động cơ máy bay không người lái 3115	900 Từ1520kV	1617W	4185g	Nhiếp ảnh trên không cỡ trung bình và nền tảng bay linh hoạt
Động cơ máy bay không người lái 2306	1800 bóng2400kv	901W	1683g	Máy bay không người lái xuyên quốc gia, máy bay không người lái đua nhẹ
Động cơ máy bay không người lái 2808	1300 bóng1950kv	1623.5W	2910g	Nền tảng chụp ảnh trên không đa cánh/máy bay cạnh tranh
Động cơ máy bay không người lái 2207	1960kv	902W	1702g	Máy bay không người lái đua xe FPV
Động cơ máy bay không người lái 2812	900kv	1010W	2710g	UAV tải trung bình, nền tảng chụp ảnh trên không ồn ào
Động cơ máy bay không người lái 2807	1350 Từ1750KV	1436W	2728g	Nền tảng bay nhỏ đa năng

Vui lòng liên hệ với chúng tôi để được cung cấp hướng dẫn sử dụng sản phẩm chi tiết, báo cáo thử nghiệm hoặc hỗ trợ thông số kỹ thuật. VSD cung cấp dịch vụ kiểm tra mẫu và kết nối kỹ thuật chuyên nghiệp để giúp dự án máy bay không người lái của bạn hạ cánh nhanh chóng.