无人机动力部件(电机和电调)系统知识与原理
固定翼无人机技术-航空电机动力系统
定子组成
01
主磁极
02
换向极
03
04
机座
电刷装置
主磁极的作用是产 生气隙磁场。主磁 极由主磁极铁芯和 励磁绕组两部分组 成
换向极的作用是改善 换向，减小电机运行 时电刷与换向器之间 可能产生的换向火花 ，一般装在两个相邻 主磁极之间，由换向 极铁芯和换向极绕组 组成。
电机定子的外壳称为 机座。为保证机座具 有足够的机械强度和 良好的导磁性能，一 般为铸钢件或由钢板 焊接而成。
结构上，有刷电机的转子是线圈绕组，和动力输出轴相连，定子是永磁磁钢；无 刷电机的转子是永磁磁钢，连同外壳一起和输出轴相连，定子是绕组线圈，去掉了有 刷电机用来交替变换电磁场的换向电刷，故称之为无刷电机。
名称 直流有刷电动机 直流无刷电动机
定子 永磁磁铁
绕组
转子 绕组 永磁磁铁
换向电刷 有 无
直流无刷电动机型号
感 谢 聆听
电刷装置是用来引入 或引出直流电压和直 流电流的。电刷装置 由电刷、刷握、刷杆 和刷杆座等组成。
转子组成
01
02
03
04
电枢铁芯
电枢绕组
换向器
转轴
电枢铁芯是主磁路 的主要部分，同时 用以嵌放电枢绕组 。一般电枢铁芯采 用由0.5mm厚的硅钢 片冲制而成的冲片 叠压而成
电枢绕组的作用是产 生电磁转矩和感应电 动势，是直流电机进 行能量变换的关键部 件。它是由许多线圈 （以下称元件）按一 定规律连接而成。
航空电机动力系统
航空电机动力系统
15.1
航空电机动力系统组成
无刷电动机动力系统组成
空心杯有刷电动机动力系统组成
无刷电动机动力系统组成
无刷电动机动力系统主要由电池、无刷电动机、电子调速器（ESC，简称电调，如 图所示）、平衡充电器和传动系统组成。
无人机零部件及其功能介绍 ppt课件
显示端 接收天线
显示端：可以配置iPad、安卓机和苹果手机等，或者大疆精灵
4Pro V2.0版本自带的高亮显示屏
ppt课件
11
遥控器
显示器托架
电源键
天线 摇杆
遥控器是用来对无人机飞行动作进行控制的部件，主要包 括电源键、摇杆、天线和几个快捷键
ppt课件
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无人机分类
飞行器分类 稳定性
固定翼 自稳定
续航时间
长
直升机
不稳定,完整驱 动
多旋翼
不稳定，欠驱 动
中
短
飞行效率 荷载 其他
高
大
起飞助跑，降 落滑行
中
中
可垂直起降， 机械结构复杂
低
小
可垂直起降， 机械结构简单
ppt课件
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无人机分类
无人机 重量分 类（按 民航法 规）
微型：0kg-7 kg 轻型：7 kg-116 kg 小型：116 kg -5700 kg 重型（大型）：5700kg以上
无人机零部件及其功能介绍
总体结构介绍 动力系统 机身系统 机载系统 图传系统 遥控器
无人机分类
多旋翼无人机历史
无人机应用
无人区使用注意 事项
ppt课件
禁飞区
3
总体结构介绍
飞控系统
螺旋桨
图传系统
电机 机架
起落架
电调
相机
云台
智能电池
ppt课件
遥控器
4
动力系统
螺旋桨：无人机产生推力的最主要部件，
四旋翼无人机一般搭配4个螺旋桨，其中两 个正方向，两个反方向
ppt课件
Hale Waihona Puke 5电机：多旋翼无人机的电机多采用无刷直流电动机，
无人机工作原理：电动机和遥控系统
无人机工作原理：电动机和遥控系统无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）的工作原理涉及电动机和遥控系统两个主要方面。
1. 电动机工作原理：无人机通常搭载电动机，其工作原理类似于一般的电动机。
主要有以下几个要素：a. 电源：无人机电源通常是可充电的锂电池或其他高能量密度的电池。
电源提供电能，驱动电动机工作。
b. 电动机：直流电机（DC Motor）：多数小型无人机使用直流电机，其通过电流在磁场中旋转，从而驱动无人机旋翼。
无刷电机（Brushless Motor）：无人机中常使用无刷电机，因其效率高、寿命长，减少摩擦和磨损。
c. 电调器（Electronic Speed Controller，ESC）：电调器是连接电池和电动机的控制设备，负责调节电动机的转速。
通过调整电调器，可以控制飞行器的升降、左右、前后等运动。
d. 螺旋桨：电动机通过螺旋桨（Propeller）转动，产生推力，从而使无人机能够在空中飞行。
2. 遥控系统工作原理：遥控系统是指通过遥控器或其他控制设备来操控无人机飞行。
其主要组成部分包括：a. 遥控器（Remote Controller）：飞行员使用遥控器来发送指令，包括升降、前后、左右等控制信号。
b. 接收机（Receiver）：接收机接收遥控器发出的信号，并将其转化为电信号传递给飞行器的飞行控制系统。
c. 飞行控制系统：飞控主板（Flight Controller）：飞控主板是无人机的大脑，负责接收并处理传感器数据，执行飞行控制算法，调整电调器以控制飞行器。
传感器：无人机搭载各种传感器，如陀螺仪、加速度计、罗盘等，用于感知飞行状态。
d. 通信模块：一些无人机配备了通信模块，允许与地面站或其他设备进行实时通信。
这在一些长距离飞行或需要远程监控的应用中尤为重要。
3. 工作流程：遥控输入：飞行员通过遥控器发送指令。
信号传输：遥控器发送的信号通过接收机传递给飞行控制系统。
无人机概论(第2版)课件：无人机系统组成
无人机系统组成 多旋翼无人机机体结构
2. 机架 (3)碳纤维机架
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无人机系统组成 多旋翼无人机机体结构
2. 机架 (3)碳纤维机架
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无人机系统组成 多旋翼无人机机体结构
2. 机架 机架的主要作用 （1）提供安装接口。 （2）提供整体的稳定和坚固的平台。 （3）起落架等缓冲设备。 （4）保证足够低的重量。 （5）提供相应的保护装置。
2.如果按机翼弦平面有无上反角来分,可分为上反翼、无上反翼与下反翼三种类型。
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无人机系统组成 多旋翼无人机机体结构
1.组成 多旋翼无人机组成一般包括机架起落架、电机和电调、电池、螺旋桨、 飞控系统、遥控装置、GPS模块、任务设备和数据链路。 2. 机架 机架按材质一般可以分为以下几种类型： (1)塑胶机架 主要特点是具有一定的刚度、强度和可弯曲度。 (2)玻璃纤维机架 主要特点是强度比较高，重量轻。 (3)碳纤维机架 其特点是价格要贵一些，但重量要轻一些。
22
无人机系统组成 多旋翼无人机布局
多旋翼按形状分为：十型，X型，H型，Y型，上下布局等等。 1.十字型布局 特点：十型多旋翼是最早出现的一种气动布局，只需改变少量电机转速 就可实现。 2.X型布局 特点：X型多旋翼是目前最常见的，相比于十型多旋翼，前后左右动作时 加减速的电机较多，控制比较迅速和有力。 3.H型布局 特点：其特点在于比较易于设计成水平折叠结构，看起来比X型厚重，又 拥有与X型相当的特点，结构简单，方便控制。
32
无人机系统组成 燃气涡轮发动机
2.涡轮喷气发动机 “涡喷”发动机是利用核心机出口燃气的可用能量，在发动机尾喷管中转变 成燃气的动能，以很高速度从喷口排出而产生推动力的一种涡轮发动机。 涡喷发动机转速高、推力大、直径小，主要适用于超音速飞行，缺点是耗油 率大，特别是低转速时更大，故经济性差。此外，由于排气速度大，噪声也 大。
无人机零部件及其功能介绍
不稳定,完整驱 动
中 中
不稳定，欠驱 动
短 低பைடு நூலகம்
荷载
其他
大
起飞助跑，降 落滑行
中
可垂直起降， 机械结构复杂
小
可垂直起降， 机械结构简单
无人机分类
无人机 重量分 类（按 民航法 规） 无人机 系统按 续航时 间分
微型：0kg-7 kg
轻型：7 kg-116 kg
小型：116 kg -5700 kg 重型（大型）：5700kg以上 短续航，续由时间60 min以内 中续航，使用时间大于1 h，不大于6h 长续航、续航时间大于6h
四旋翼无人机一般搭配4个螺旋桨，其中两 个正方向，两个反方向
电机：多旋翼无人机的电机多采用无刷直流电动机，
相较于传统的有刷电机，无刷电机具有噪音小、寿 命长、对遥控干扰小的特点
智能电池：大疆的无人机均采用智能电池，
智能电池能够对电池进行充放电的管理，主 要功能包括电量显示、存储自放电保护、过 充保护等
多旋翼无人机历史
外挂小型运动相机和图传，通过 无线电遥控器操控飞机进行最初 级的短距离飞行和视频录制 采用无刷电动机驱动云台、高清广 角相机和Wi-Fi数字图传这三大核心 技术 全高清图传、4K相机和初级视觉悬 停辅助系统三大核心技术，并增加 如GPS跟随等辅助功能
具备坏境感知、视觉跟随、自主避 障和精确视觉悬停辅助系统等核心 技术
机身系统
机架：多旋翼无人机的主体，是无人机众多部件的载
体，支撑起无人机的主要框架。
起落架：在无人机降落的时候起到缓冲作用
机载系统
云台+相机：无人机云台一般为三轴云台，可以确保相机镜头
的俯仰、横滚、偏航动作，同时也起到增稳的作用
无人机课程教案-无人机结构组成与飞行原理
01 无人机结构 02 无人机飞行原理
无人机结构
控制系统 （控制器/陀螺仪/加速 度计/气压计/GPS）
遥控系统 （遥控器/接收器）
旋翼无人机由飞行器机架、飞行
机架
控制系统、动力系统、遥控器、
遥控系统和云台相机等6大构成
部分
动力系统 （螺旋桨/电机/电调）
云台相机
无人机结构
无人机飞行原理
俯仰运动，即前后控制
如图电机3、4的转速上升，电机1、2的转速下 降。由于飞机后部的升力大于飞机前部，飞机 的姿态会向前倾斜。倾斜时的侧面平视如图， 这时螺旋桨产生的升力除了在竖直方向上抵消 飞机重力外，还在水平方向上有一个分力，这 个分力就让飞机有了水平方向上的加速度，飞 机也因而能向前飞行。从而实现飞行器的俯仰 运动。
无人机飞行原理
左右控制
当M2、M3电机加速，M1、M4电机减速时， 飞机向右倾斜，从而向右飞行。 同理可得：当M1、M4电机加速，M2、M3电 机减速时，飞机向左倾斜，从而向左飞行；
无人机飞行原理
偏航运动，即旋转控制
当无人机各个电机转速相同，飞机的反扭矩被 抵消，不会发生转动。 但是当要飞机原地旋转时，我们就可以利用这 种反扭矩，M2、M4两个顺时针旋转的电机转 速增加，M1、M3号两个逆时针旋转的电机转 速降低，由于反扭矩影响，飞机就会产生逆时 针方向的旋转。。
无人机结构
飞行控制系统一般主要由主控单元、IMU（惯性测量单元）、GPS指南针模块、LED指示灯模块等部件组成
主控单元
飞行控制系统的核心，通过它将 IMU、GPS指南针、舵机和遥控接 收机等设备接入飞行控制系统从而 实现飞行器自主飞行功能。
惯性测量单元（IMU）
无人机动力系统的组成
无人机动力系统的组成
无人机动力系统的组成主要有：电机、电调、螺旋桨以及电池。
(1)电机：指将电能转化为机械能的一种转换器，由定子、转子、铁心、磁钢主要部分组成。
电机分为有刷电机和无刷电机。
无人机的电机主要以无刷电机为主，一头固定在机架力臂的电机座，一头固定螺旋桨，通过旋转产生向下的推力。
(2)电调：指电子调速器，其主要作用是就是将飞控板的控制信号，转变为电流的大小，以控制电机的转速。
(3)螺旋桨：是指将发动机转动功率转化为推进力或升力的装置，螺旋桨有两个重要的参数，桨直径和将螺距，直径单位是英寸，螺距单位是毫米。
我们平时所说的8045浆就是指直径8英寸螺距45mm的桨。
(4)电池：无人机上的电池一般是高倍率锂聚合物电池，特点是能量密度大、重量轻、耐电流数值较高等。
【无人机基础入门】动力系统之电调学习笔记
无人机动力系统之电调学习笔记一、基础概念电调：全称电子调速器。
在动力系统中有两个作用：1.给电机供电。
2.控制电机转数。
电调的选择是需要根据电机的情况进行选择，不是所有电调都可以直接适配的。
需要考虑电机的类型以及功率参数。
电调一般具有电源输出功能，信号线的正负极，有5V左右电压输出，可为接收机供电，接收机再为其他鸵机等其他控制设备供电。
二、接线方式1.电调输入线与电池连接。
2.电调输出线与电机连接（有刷2根，无刷3根）。
3.电调信号线与接手机连接。
三、重要参数（1）最高电压表示电调所支持的最高电压。
电压越高，体积越大。
Li-Po3（3节锂电池）（2）最大电流表示流经电调本身的最大电流。
若持续工作超过这个电流，电调将会被烧坏。
一般条件允许的情况下，尽量选择大于常规工作电流若干倍规格的电调。
四、电调分类（1）有刷电调：适用有刷电机（机械转向器），可通过内部电路改变电流的方向，改变电机的转向。
（2）无刷电调：使用无刷电机（电子转向器），将直流电源转为三相交流电，通过改变电压输出，控制电机转动速度。
与有刷电调不同，它无法改变转向。
改变无刷电机转动方向只需要将电机的三根电源线的任意两根反接即可。
相同功率，无刷电调的体积小于有刷电调。
目前市面主流是无刷电调！五、PMM 信号电调可通过接收PWM信号来将输入的电源转为不同的电压，并输出到电机，从而达到使电机产生不同的转速的目的。
PMV信号的频率通常没有规定。
不过控制频率越高，周期越短，控制间隔也就越短，电调和电机的反应也越快！六、电机安全保护电机转动的PMV范围一般是50%到100%，这样的设置是为了对电机做保护。
电调初始化的3个步骤：（1）上电，没有接收到PWM信号，每经过3秒之后进行一次短鸣。
除接收3秒以上的50% PWM信号之外，不对任何PWM输入做响应，处于电机保护状态。
（2）接收到3秒以上的50% PWM信号，根据当前锂电池的节数短鸣n 次，再长鸣1 次，表示初始化完成，解除电机保护，进入工作状态。
多旋翼无人机动力系统各器件的功能
多旋翼无人机动力系统各器件的功能多旋翼无人机动力系统是无人机的核心部分，由多个器件组成，各具不同功能。
下面将分别介绍多旋翼无人机动力系统中各个器件的功能。
1. 电机（Motor）电机是多旋翼无人机动力系统的关键组件之一，主要负责提供动力。
电机通过转动螺旋桨产生的推力，使无人机能够在空中飞行。
根据无人机的大小和载重要求，电机的功率和转速可以有所不同。
2. 螺旋桨（Propeller）螺旋桨是将电机的动力转化为推力的装置。
它通过旋转产生气流，从而推动无人机向前飞行或保持平衡。
螺旋桨的形状和材料也会影响无人机的性能和稳定性。
3. 电调（Electronic Speed Controller，ESC）电调是无人机动力系统中的控制装置，用于调节电机的转速和功率。
通过接收飞控系统发送的指令，电调可以控制电机的转速，从而控制无人机的飞行姿态和速度。
4. 电池（Battery）电池是无人机动力系统的能量来源，提供给电机和其他电子设备所需的电能。
电池的容量和电压决定了无人机的续航能力和飞行时间。
不同类型的电池（如锂电池、聚合物电池等）具有不同的特性和适用场景。
5. 电源管理系统（Power Distribution Board，PDB）电源管理系统用于管理和分配电能，将电池的电能供给给各个部件。
它通常包括电源输入接口、分配电路和电源输出接口等。
通过电源管理系统，可以确保各个部件能够正常工作，并提供电流和电压保护功能。
6. 电源滤波器（Power Filter）电源滤波器用于过滤电源中的干扰和噪音，保证无人机系统能够正常运行。
它可以减少电源波动对其他电子设备的影响，并提高系统的稳定性和可靠性。
7. 传感器（Sensors）传感器在无人机动力系统中起到感知和监测的作用。
常见的传感器包括加速度计、陀螺仪、罗盘等。
它们可以测量无人机的姿态、速度、方向等参数，并将这些信息传输给飞控系统，从而实现无人机的自动控制和稳定飞行。
无人机工作原理
无人机工作原理无人机，作为一种新兴的飞行器，近年来在各个领域都得到了广泛的应用。
它不仅可以用于军事侦察、航拍摄影，还可以用于农业植保、物流配送等领域。
那么，无人机是如何工作的呢？接下来，我们将深入探讨无人机的工作原理。
首先，无人机的飞行原理主要依靠四个关键部件，电机、螺旋桨、电池和控制系统。
电机作为无人机的动力源，通过电池提供的电能驱动螺旋桨旋转，产生升力，使得无人机能够在空中飞行。
同时，控制系统可以调节电机的转速，从而控制无人机的飞行姿态和方向。
其次，无人机的导航系统也是其工作原理的重要组成部分。
导航系统通常包括GPS、惯性导航系统和遥控器。
GPS可以提供无人机的精确定位信息，使其能够在空中稳定飞行，并能够自动返回起飞点。
惯性导航系统则可以感知无人机的运动状态，帮助其保持平衡和稳定。
遥控器则是操作员与无人机之间的通信工具，可以通过遥控器发送指令，控制无人机的飞行路径和动作。
此外，无人机的传感器系统也是实现其工作原理的重要组成部分。
传感器系统包括摄像头、红外线传感器、雷达等，这些传感器可以帮助无人机感知周围的环境信息，包括地形、障碍物、气象条件等，从而避免碰撞，确保飞行安全。
最后，无人机的自动控制系统也是其工作原理的关键。
自动控制系统可以根据预先设定的飞行计划和指令，自主完成起飞、飞行、航向调整、降落等一系列飞行任务，减轻了操作员的负担，提高了飞行效率和精度。
总的来说，无人机的工作原理主要包括飞行部件、导航系统、传感器系统和自动控制系统。
这些部件和系统相互配合，共同实现了无人机的飞行功能。
随着技术的不断进步，相信无人机在未来会有更广泛的应用，为人们的生活和工作带来更多的便利和可能。
无人机动力系统—电动系统
三、无人机动力系统
1.电动系统
1）电池 电池容量，是指电池储存电量的大小，电池容量分为实际容量、额定容量、理论容量，单位为 毫安时（mAh），符号C。 实际容量，是指在一定放电条件下，在终止电压前电池能够放出的电量； 额定容量，是指电池在生产和设计时，规定的在一定放电条件下电池能够放出的最低电量； 理论容量，是指根据电池中参加化学反应的物质计算出的电量。
3）电机 电机旋转带动浆叶使无人机产生升力和推力等，通过对电机转速的控制，可使无人机完成各种 飞行状态。有刷电机中的电刷在电机运转时产生电火花会对遥控无线电设备产生干扰，且电刷会产 生摩擦力，噪音大，目前在无人机领域已较少使用，更多采用的是无刷电机。 电机的型号通常用形如“XXXX”型数字来表示。例如：2212外转子无刷动力电机，即表示电 机定子直径22mm，电机定子高度为12mm。
电池倍率，一般充放电电流的大小常用充放电倍率来表示，符号C， 即：充放电倍率=充放电电流/额定容量； 例如：额定容量为10Ah的电池用4A放电时，其放电倍率为0.4C；1000mAh、10C的电池， 最大放电电流=1000×10=10000mA=10A。
三、无人机动力系统
1.电动系统
2）电调 电调主要功能是将飞控板的控制信号进行功率放大，并向各开关管送去能使其饱和导通和可靠 关断的驱动信号，以控制电动机的转速。 电调两端都有接线，输入线与电池相连，输入电流，输出线与电机相连，用以调整电机转速， 无刷电调有三根输出线，信号线与飞控连接，接收飞控信号并给飞控供电。
动力系统中电池、电调、电机之间的接线方式
三、无人机动力系统
1.电动系统
2）电调 电调主要功能是将飞控板的控制信号进行功率放大，并向各开关管送去能使其饱和导通和可靠 关断的驱动信号，以控制电动机的转速。 因为电机的电流是很大的，正常工作时通常为3～20A。飞控没有驱动无刷电机的功能，需要 电调将直流电源转换为三相电源，为无刷电机供电。同时电调在多旋翼无人机中也充当了电压变化 器的作用，将11.1V的电源电压转换为5V电压给飞控、遥控接收机供电，如果没有电调，飞控板根 本无法承受这样大的电流 电调两端都有接线，输入线与电池相连，输入电流，输出线与电机相连，用以调整电机转速， 无刷电调有三根输出线，信号线与飞控连接，接收飞控信号并给飞控供电。
电动无人机的动力系统构成
力 系统 主要 是 活塞 发动 机 系统 及 Ｉ
电 力 动 力 系 统 两 类 ， 而 电 力 动 力
ｌ
系统由于其能量 密度 大、 体积 小、 重 量轻 、 易于维 护 等特 点 ， 占到
了民用 无人 机 的绝 大 多数 ，本 文 就对 电动无 人机 的 动 力 系统 构 成 方面进行 了比较详 细的介 绍。
速度则与该剖面距转轴的距离 （ 半径 ）成正比， 所 以各剖面相对气流与旋转平面 的夹角 随着离 转轴 的距离增大而逐步减小 ，为 了使桨 叶每个 剖面与相对气流都保持在有利的迎角范 围内， 各剖面的安装角也随着与转轴的距离增大而减 小。这就是每个桨叶都有扭转 的原 因。比如常 用的 １ ２ ４ ０ 两叶桨 ， 表示螺旋桨 的直径是 １ ２ 寸，
情 况 下 小 ，就 好 比是 小 马 拉 大 车 。 所 以 在 选 择 无 人 机 的 动 力 系 统 的 时 候 需 要 注 意 这 动 力 电
直 径是 ２ ８ ｍｍ。当有 时有一些标 识并不是指 的 目前 大 型、小 型、轻 型 无人 机广 泛采 用 尺 寸，而是说属于哪个级别 。动力 电机 的技术 ］ 力装置为活塞发动机 系统。而出于成本和 指 标很 多，与无人机动力特征最相关 的两个是 ｊ 方便的考虑 ，微 型无人机 中普遍使用的是 转 速和功率 。电机转速常 采用 ｋ Ｖ进行标识 ， ７ 动力系统。 电力动力系统主要 由动力 电源 、 ｋ Ｖ 的 含 义 是 每 升 高 １伏 特 电 机 增 加 的 转 速 。 ７ 电机 、 速 调 系 统 三 部 分 组 成 。 比如说， 电机标 识 ｋ Ｖ１ ４ ０ ０ ，当使用 １ ２ ． ６ Ｖ 的 电池 时 ，转 速可 以达 到 １ ４ ０ ０ ￣ １ ２ ＝１ ７ ６ ４ ０ ． ，也 自 力 电源
无人机的原理是什么？
⽆⼈机的原理是什么？来源：⼩⼩马带你学⼀、⽆⼈机的飞⾏原理旋翼和轮⼦⼀样，是⼀项神奇的发明。
四旋翼⽆⼈机更是化作了航拍机，满⾜了许多普通⼈关于天空的想象。
旋翼之所以能飞，玩过⽵蜻蜓的朋友应该都知道：当⼿的搓动给了⽵蜻蜓⼀个旋转的速度后就会产⽣升⼒，让⽵蜻蜓起飞。
同理，多旋翼⽆⼈机也是由电机的旋转，使螺旋桨产⽣升⼒⽽飞起来的。
⽐如四旋翼⽆⼈机，当飞机四个螺旋桨的升⼒之和等于飞机总重量时，飞机的升⼒与重⼒相平衡，飞机就可以悬停在空中了。
⼩时候看漫画，看到哆啦A梦和⼤雄头戴⽵蜻蜓⾃由的在空中翱翔，就特别想和他们⼀样，可以飞翔在空中，俯瞰⼤地。
但是如果现在真有⼈发明出⼀模⼀样的⽵蜻蜓，我肯定是不愿意戴的。
因为飞起来的效果是这样的：螺旋桨疯狂旋转，⼈也向反⽅向疯狂旋转......⼤雄整个⼈都转蒙逼了，还怎么能跟静⾹⼀起看风景呢？根据⽜顿第三定律，旋翼在旋转的同时，也会同时向电机施加⼀个反作⽤⼒（反扭矩），促使电机向反⽅向旋转。
这也是为什么现在的直升机都会带⼀个「⼩尾巴」，在⽔平⽅向上施加⼀个⼒，去抵消这种反作⽤⼒，保持直升机机⾝的稳定。
⽽回到四旋翼飞⾏器上，它的螺旋桨也会产⽣这样的⼒，所以为了避免飞机疯狂⾃旋，四旋翼飞机的四个螺旋桨中，相邻的两个螺旋桨旋转⽅向是相反的。
如下图所⽰，三⾓形红箭头表⽰飞机的机头朝向，螺旋桨M1、M3的旋转⽅向为逆时针，螺旋桨M2、M4的旋转⽅向为顺时针。
当飞⾏时，M2、M4所产⽣的逆时针反作⽤⼒（反扭矩）和M1、M3产⽣的顺时针反作⽤⼒（反扭矩）相抵消，飞机机⾝就可以保持稳定，不会像⼤雄那样「疯狂」⾃转了。
不仅如此，多轴飞机的前后左右或是旋转飞⾏的也都是靠多个螺旋桨的转速控制来实现的：垂直升降这个很好理解，当飞机需要升⾼⾼度时，四个螺旋桨同时加速旋转，升⼒加⼤，飞机就会上升。
当飞机需要降低⾼度时同理，四个螺旋桨会同时降低转速，飞机也就下降了。
之所以强调同时，是因为保持多个旋翼转速的相对稳定，对保持飞⾏器机⾝姿态来说⾮常重要，看了之后的讲究你就会明⽩了~原地旋转上⾯已经说了，当⽆⼈机各个电机转速相同，飞机的反扭矩被抵消，不会发⽣转动。
电动无人机的动力系统构成
电动无人机的动力系统构成作者：石磊来源：《电子技术与软件工程》2017年第03期摘要目前市面上见到的无人机动力系统主要是活塞发动机系统及电力动力系统两类，而电力动力系统由于其能量密度大、体积小、重量轻、易于维护等特点，占到了民用无人机的绝大多数，本文就对电动无人机的动力系统构成方面进行了比较详细的介绍。
【关键词】无人机动力系统动力电源调速目前大型、小型、轻型无人机广泛采用的动力装置为活塞发动机系统。
而出于成本和使用方便的考虑，微型无人机中普遍使用的是电力动力系统。
电力动力系统主要由动力电源、动力电机、速调系统三部分组成。
1 动力电源动力电源主要为动力电机的运转提供电能。
通常采用化学电池来作为电动无人机的动力电源，主要包括镍氢电池、镍铬电池、锂聚合物、锂离子动力电池。
其中，前两种电池因重量重，能量密度低，现已基本上被锂聚合物动力电池取代。
动力电池不同于普通意义上的电池，具有能量密度大、质量轻等特点。
对于电池来说，有很多标称来标识电池的性能，而最为关键的参数就是电压值、储能容量以及放电能力。
1.1 电池的电压值动力电源的电压值是用伏特（V）来进行标识的。
比如说：高压版锂聚合物电池的标称电压是3.7V，当充满电后，电压可达4.35V，最低放电电压为3.5V。
镍氢电池标称电压是1.2V，当充满电后，电压可达1.5V，最低放电电压为1.1V。
1.2 储能容量动力电源的储能容量是用毫安时（mAh）来标识的，表示的含义为电池以某恒定电流进行放电时，能放电1小时，如锂聚合物电池标识（15C、20000mAh、14.8V）。
1.3 放电能力动力电源的放电能力是以放电倍率（C）来标识的，表示的含义为按照电源的标识的储能容量，最大能够达到的放电电流数。
比如说：动力电源标识为2200MA，20C，则该电源最大的持续电流计算如下：容量X放电C数=2.2X20=44A。
如果该电源长时间超过44安进行工作，会极大影响电池寿命。
无人机动力测试-无人机的电调及其工作原理是什么？
无人机动力测试-无人机的电调及其工作原理是什么？引言电子速度控制器(ESC)是电力推进系统的重要硬件组成部分。
它就像系统的大脑一样，根据从油门控制器接收到的数据信号告诉电机以多快的转速运行。
对于无人机和遥控车辆等小型场景应用，该控制器的名称为“ESC”，而对于大型的应用场景，它可能被称为电子控制单元、逆变器或电机控制器。
图1：Afro Race Spec 20A ESCESC内部的机制以及它与电池和电机的相互作用原理非常吸引人。
在本文中，我们将介绍ESC的工作原理、应用协议以及它们使如何控制无刷电机和无人机的基础知识。
目录1.ESC的工作原理是什么？2.ESC的组件：微控制器(MCU)、栅极驱动器、MOSFET、电池消除器电路(BEC)、设备管理器适配器(DMA)。
3.什么是脉宽调制？4.ESC的应用协议。
5.无刷电机的电调。
6.无人机电调介绍和如何选择合适的电调？1.ESC的工作原理是什么？ESC就像电池和电动机的中间调节人，通过时控电信号来控制电机的转速，还可以通过开关系统将来自电池的直流电转换为电机所需的三相交流电。
车辆的油门控制可用于改变电机的转度，无论是电动汽车、飞机，还是无人机。
加大油门会增加电机的输出功率，从而改变ESC电路中开关打开和关闭的速率。
图2：控制器与无人机的机载油门接收器通信目前ESC常用的协议有：PWM、Oneshot、Multishot和Dshot。
这几种协议最主要的区别是他们传输的信号采用的是不同的频率。
信号的频率越高，无人机的操控性越好。
另外，Dshot协议与其他协议不同的地方是它发送的是数字信号而不是模拟信号，本身对电噪声不太敏感，使得信号更加精确并拥有更高的分辨率，我们将在本文后面更详细地介绍这一点。
2.电调组件ESC内有许多重要组件，包括微控制器、栅极驱动器和MOSFET（图3），在某些情况下还包括电池等效电路和设备管理适配器等。
图3：ESC的关键组件1)微控制器(MCU)微控制器在ESC的操作中主要有三个主要功能：❖作为固件载体来解析控制器发来的信号并将解析后的信号馈送至控制回路中。
无人机结构与系统课件：动力系统概述
平面齿轮传动
齿轮齿条 内啮合
斜齿圆柱齿轮传动 外啮合
齿
齿轮齿条
轮 传
人字齿齿轮运动
动
直齿
传递相交运动 斜齿
曲线齿
空间齿轮传动
交错轴斜齿轮传动
传递交错轴运动 蜗杆涡轮
准双曲面齿轮
3.1.3 发动机的种类 1.按能量来源分类
动力系统概述
图 3-3 无人机发动机类型
2.按推进动力产生原理分类
1）直接反作用力发动机 是利用向后喷射高速气流而产生向前的反作用力 来推进无人机。直接反作用力发动机又叫喷气式 发动机，这类发动机包括涡轮喷气式发动机。
2）间接反作用力发动机 由发动机带动飞机的螺旋桨旋转对空气作功，使空 气加速向后(向下)流动时，空气对螺旋桨产生反作用 力来推进无人机。这类发动机有活塞式发动机、涡 轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机和涡轮螺旋桨风扇 发动机等。
3.1.3 发动机的种类
3.1.4 发动机的功能和要求
动力系统概述
发动机的基本功用是为无人机提供动力，以确保重于空气的无人机 能够稳定、可控、可持续地在空中飞行。评定发动机品质的主要指 标有性能参数、可靠性、耐久性等。其基本要求归结如下：
1-后盖，2-接线端子，3-电刷端盖，4-电刷，5-换向器， 6-杯形绕组（转子），7-转轴，8-垫圈，9-滑动轴承， 10-外壳，11-磁铁（定子），12-法兰，13-定位环
3.1.2 燃油类发动机动力系统组成
1.燃油发动机系统 2.燃油系统 3.滑油系统 4.传动系统
动力系统概述
内啮合
直齿圆柱齿轮传动 外啮合
1.功率重量比大
2.耗能小
3.体积小 4.工作安全可靠、寿命长
5.维修方便
无人机动力系统课件PPT可编辑全文
第3章 无人机动力系统
5.涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机是一种主要由螺旋桨提供拉力和燃气提供少量推力的燃气涡轮发动机。这种发动机在涡喷发动机组成部分的基础上，增加了螺旋桨及其减速器等部件。作为飞机的动力装置，涡桨发动机主要由螺旋桨产生拉力，而燃气产生的推力很小。涡轮螺旋桨发动机与活塞式航空发动机相比，具有功率重量比大、震动小、耗油率低、高空性能好的优点;与涡喷、涡扇发动机相比也有耗油率低的优点。受螺旋桨不适合高速飞行的限制，涡桨发动机不宜用作高速飞机的动力装置。
燃油动力系统
第3章 无人机动力系统
2.燃气涡轮发动机(4) 涡轮 涡轮的主要作用是将燃烧室流出的高温、高压燃气的大部分能量转化为机械能，使涡轮功率，由涡轮轴输出。(5)尾喷管尾喷管是发动机的排气系统，它一般由中介管和喷口组成。如果发动机装在飞机中部或较长的发动机短舱内，为了将燃气引出机外，在中介管和喷口之间，需要有一个延伸管，其主要作用是将由涡轮流出的、仍有一定能量的燃气膨胀加速，以较大的速度排出发动机，用以产生推力。
电池动力系统
第3章 无人机动力系统
1.螺旋桨桨的材质主要分为塑料桨、碳纤桨、木桨。（1）塑胶桨塑胶桨缺点是桨身软、大载重、高速、大拉力时会轻微变形，产生颤振。
电池动力系统
第3章 无人机动力系统
1.螺旋桨桨的材质主要分为塑料桨、碳纤桨、木桨。（2）碳纤桨优点是硬度高、刚度高、不变形、效率高、颤振小。缺点是价格高、极脆、碰到硬物易受损。（3）木桨优点是振动小、无颤振、价格平衡。缺点是效率比APC和碳桨低。如右图所示。
燃油动力系统
第3章 无人机动力系统
6.涡轮轴发动机 涡轴发动机是利用燃气通过动力涡轮输出功率的一种燃气涡轮发动机，已是现代直升机的主要动力装置。涡轴发动机的组成部分和工作原理与涡桨发动机相同，只是核心机出口后，燃气的可用能量几乎全部转变成动力涡轮的轴功率，用以通过减速器带动直升机的旋翼和尾桨，因而燃气不提供推力。动力涡轮的输出轴可以由发动机前部伸出，也可以由后部伸出。涡轴发动机不能用于其他航空器涡轴发动机，与活塞式发动机相比较，具有功率大、功率重量比大、体积较小的优点。因此涡轴直升机装载量、航程、升限、速度都比活塞式直升机大，经济性也更好。此外，由于涡轴发动机的运动部件较少，工作又是连续进行，所以振动也比活塞式发动机小:其缺点是构造较复杂，而且制造困难，成本也高。减速器系统又大大增加了重量。
无人机动力部件(电机和电调)系统知识与原理
本文向各位无人机航模爱好者介绍下电机的种类（有刷电机和无刷电机）、转速调节器（简称电调）。
电动飞机的动力，主要是指2个元件：第一就是电机(Motor)，也称马达，第二是电调。
电调的作用是控制电机转速的调速器(Speed Controller)，很久之前早期的调速器是使用舵机控制可调电阻拨片来实现，此类称为机械调速器，现已退出历史舞台，仅能在一些复刻车架包装盒或者说明书上看到其照片。
现在我们说调速器，都是指电子调速器，简称电调，英文Electronic Speed Controller，缩写ESC按大类来分，可分为有刷动力和无刷动力。
即有刷电调搭配有刷电机，以及无刷电调搭配无刷电机。
有刷电机与无刷电机车模用的电机，全部都是内转子电机，也就是电机外壳是固定的，靠里面圆形转子转动。
外转子的这里不予讨论，想要了解外转子与内转子的，可以自行百度了解。
有刷电机：早期的电机，是将磁铁固定在电机外壳或者底座，成为定子。
然后将线圈绕组，成为转子，模型车用有刷电机常见都是3组绕线，下图就是典型的有刷电机构造。
通过图片可见有刷电机最基本的组成部分除了定子，转子，还有碳刷，有刷电机因此也叫碳刷电机，或者有碳刷电机。
碳刷通过与绕组上的铜头接触，让电机得以转动。
但是由于由于高速转动时，会带来碳刷的磨损，因此有刷电机需要在碳刷用完之后，更换碳刷。
而铜头也会磨损，因此在有碳刷时代的竞赛电机，除了更换碳刷，还需要打磨铜头，让铜头保持光滑。
更换碳刷后还需要磨合，让碳刷与铜头的接触面积最大化，以实现最大电流来提高电机的转速/扭矩。
无刷电机：既然有刷有以上的弊端，于是无刷便应运而生。
无刷是把线圈绕在定子上，然后把磁铁做成转子，转动的是磁铁，而不是线圈，因此就没有了碳刷这个消耗品。
既然线圈固定了，那么如何让线圈产生变化的磁场呢?这就是为什么无刷需要3根线的原因了。
利用无刷电调，给线圈组对应地供电以产生相应的磁场，就可以实现不停地驱动磁铁转子保持转动。
无人机动力系统
电压，分为额定电压、开路电压、工作电压和充电电压等，单位为伏特（V），符号U。 额定电压，是指电池工作时公认的标准电压，例如锂聚合物电池为3.7V； 开路电压，是指无负载使用情况下的电池电压； 工作电压，是指电池在负载工作情况下的放电电压，它通常是一个电压范围。 例如：锂聚合物电池的工作电压为3.7～4.2V；充电电压是指外电路电压对电池进行充电时的 电压，一般充电电压要大于电池开路电压。
6
电池
1、电压：
锂聚 合物
➢ [单片]标称 3.7V，满电 4.2V， 电池
放电保护电压3.6V（推荐3.8V）。
➢ 串联增压，3S电池满电12.6V。
2、容量：毫安时（mAh）
3、放电倍率（C)
➢ 按标称容量最大可达到的放电电流 （1000mAh，10C，最大放电电流10A）
三、无人机动力系统
电池倍率，一般充放电电流的大小常用充放电倍率来表示，符号C， 即：充放电倍率=充放电电流/额定容量； 例如：额定容量为10Ah的电池用4A放电时，其放电倍率为0.4C；1000mAh、10C的电池， 最大放电电流=1000×10=10000mA=10A。
三、无人机动力系统
1.电动系统
8
2）电调 电调主要功能是将飞控板的控制信号进行功率放大，并向各开关管送去能使其饱和导通和可靠 关断的驱动信号，以控制电动机的转速。 电调两端都有接线，输入线与电池相连，输入电流，输出线与电机相连，用以调整电机转速， 无刷电调有三根输出线，信号线与飞控连接，接收飞控信号并给飞控供电。
12
电机
无
刷
1、电机型号：以尺寸为依据。
电
机
型号是无刷2208：
➢ 定子线圈的直径是22mm
➢ 定子线圈的高度是8mm
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本文向各位无人机航模爱好者介绍下电机的种类（有刷电机和无刷电机）、转速调节器（简称电调）。
电动飞机的动力，主要是指2个元件：第一就是电机(Motor)，也称马达，第二是电调。
电调的作用是控制电机转速的调速器(Speed Controller)，很久之前早期的调速器是使
用舵机控制可调电阻拨片来实现，此类称为机械调速器，现已退出历史舞台，仅能在一些复刻车架包装盒或者说明书上看到其照片。
现在我们说调速器，都是指电子调速器，简称电调，英文Electronic Speed Controller，缩写ESC
按大类来分，可分为有刷动力和无刷动力。
即有刷电调搭配有刷电机，以及无刷电调搭配无刷电机。
有刷电机与无刷电机
车模用的电机，全部都是内转子电机，也就是电机外壳是固定的，靠里面圆形转子转动。
外转子的这里不予讨论，想要了解外转子与内转子的，可以自行百度了解。
有刷电机：早期的电机，是将磁铁固定在电机外壳或者底座，成为定子。
然后将线圈绕组，成为转子，模型车用有刷电机常见都是3组绕线，下图就是典型的有刷电机构造。
通过图片可见有刷电机最基本的组成部分除了定子，转子，还有碳刷，有刷电机因此也叫碳刷电机，或者有碳刷电机。
碳刷通过与绕组上的铜头接触，让电机得以转动。
但是由于由于高速转动时，会带来碳刷的磨损，因此有刷电机需要在碳刷用完之后，更换碳刷。
而铜
头也会磨损，因此在有碳刷时代的竞赛电机，除了更换碳刷，还需要打磨铜头，让铜头保持光滑。
更换碳刷后还需要磨合，让碳刷与铜头的接触面积最大化，以实现最大电流来提高电机的转速/扭矩。
无刷电机：既然有刷有以上的弊端，于是无刷便应运而生。
无刷是把线圈绕在定子上，然后把磁铁做成转子，转动的是磁铁，而不是线圈，因此就没有了碳刷这个消耗品。
既然线圈固定了，那么如何让线圈产生变化的磁场呢?这就是为什么无刷需要3根线的原因了。
利用无刷电调，给线圈组对应地供电以产生相应的磁场，就可以实现不停地驱动磁铁转子保持转动。
下图就是无刷电机的最基本原理，动画图十分简单易懂，就是我们现在主流的2极电机的驱动原理。
总结：无论有刷电机还是无数电机，基本原理都是通过线圈产生磁场，然后搭配永磁铁
来驱动转子转动。
有刷是把永磁铁做成定子，线圈做成转子。
而无刷则是把线圈做成定子，永磁铁做成圆形的转子。
电机使用小提示：玩家面向马达输出轴，马达以逆时针转动时，车架是前进方向，则是
标准的车架设计。
如果某些车架使用非标设计，那么就会变成马达逆时针转动时，车子反而后退。
当然也有可能是一些轴车玩家安装过程出错，将差速的左右装反了，也会出现反向的错误。
有刷电调与无刷电调
有刷电调，说完有刷电机，自然要提及到有刷电调，有刷电调就是用来控制有刷电机转速的设备了。
有刷电调往往只有4根线，2根是输入电源端，接到正负极。
另外2根则是控制电机转速的输出端，接到电机的2个电极上。
通过改变电流/电压以及传导方向就可以实现对转速以及正反的控制。
下图是好盈酷跑60A防水型有刷电调，此电调的详细参数参考翼趣无人机网所列。
以前的顶级竞赛级有刷电调是不带倒车的，因此只有3根线柱，接到电机正极的线和电池正极是同一根线柱。
无刷电调，和有刷一样道理，无刷电机需要工作，就必然需要一个无刷电调。
无刷电调输入端一样是2根线，正负极电源。
但是无刷输出则需要3根线。
原理上面我们介绍无刷电机的时候说过了，就是靠3根线不停地改变磁场以驱动转子转动。
下图是目前好盈顶级V3.1版120A电调
说完原理，我们就知道，无刷电机必须使用无刷电调才可以。
而有刷电机则需要使用有刷电调才行。
但是部分无刷电调可以通过改写内置程序，让输出的3根线桥搭成2根，用以驱动有刷电机。
好盈科技之前就曾经推出过此类产品，不过早已停产因为无刷已经成为主流。
说完基本原理，下面来说一些电机的基本参数及其意义
电机常见参数：T数，转速，无刷电机KV值，尺寸，轴径，2极/4极是什么，有感和无感是什么?
电机T数：
T，英文Turn，线圈绕了多少圈的意思，例如线圈绕了21圈，则称为21T。
某些品牌也称为R，Round的缩写，相同的意思，都是绕线圈数。
有刷电机因为绕线都是从铜头开始，然后也在铜头处结束，因此有刷都是整数圈，例如20T，30T等等。
无刷电机因为结构限制，常见都是从输入端开始，结束于另外一侧，因此常见都是多半圈，于是大多数都是4.5，8.5，21.5T这样的。
也有一些结构比较特殊的是整数圈，例如4T。
这种整数圈的相对很少。
不管有刷还是无刷，同系列相同尺寸的情况下，都是线圈是越小，则电机的转速与扭矩
越大，耗电与发热越高，能提供更强劲的动力输出。
此前我们都有留意到网上不少流传，说T数高的电机，扭力比T数低的要大。
这个是完完全全的误区。
电机的T数类似于真车的排量，T数越小则相当于排量越高，能提供越大的功率和扭矩。
选择什么T数，则是根据需要搭配的问题，还要牵涉到齿轮比的搭配。
无刷电机和有刷电机之间的T数对应关系：往往我们认为无刷电机的T数，乘以2~2.5之间，得出的数值，这个数值T数的有刷，就与这个无刷T数的功率与扭矩比较接近。
例如一个8.5T的无刷，大约就是17~21T之间的有刷接近;再例如一个21.5T的无刷，跟一个43~55T之间的有刷接近。
转速/KV值：
有刷电机有些会标出转速，例如*************，意思则是7.2V时电机可以实现三万转每分钟的空载转速。
无刷电机则常见是标KV值，无刷的KV值是无刷特有，是指电压每增加1V，电机的转速增加多少RPM，例如3000KV意思则为每提高1V的电压能让电机转速增加3000RPM，因此我们可以换算得到这个电机在8.4V满电的锂电下，转速是8.4*3000=25200RPM 无刷电机一但做好，其T数和KV值则是固定的，例如某品牌某型号的8.5T是4000KV，10.5T是3300KV这样。
于是无刷电机在销售时有些会只标T数，或者只标KV值，并非所有型号都会标上T数和KV值，但是在规格参数中这2项基本都不会缺席。
标T数的，主要是3650的电机，而其他类型的则主要标KV值。
这个是国际惯例有关的问题。
输出轴径：
电机需要带动车子转动，要输出动力，自然是需要靠输出的那根轴来安装马达齿或者传动轴，于是这根输出轴的尺寸就成了必须要考虑的因素。
常见轴径有：2m m，3.175mm，5mm，8mm。