在上一节的文章中,我们了解了无刷马达的机械特点,明白了无刷马达的工作状态和机械特点相关,并可以用电流平衡方程式来描述。通常的无刷马达都是在固定的电流下工作的,如计算机和车辆中的散热电扇等。
然而在许多场合,如电动车辆、电动单车、家用电扇等,在无刷马达和螺旋桨的组合动力系统中,我们常常须要依照飞行工况来获得不同的升力目的,而升力是由转动的螺旋桨形成的,因而要获得不同升力的本质也是须要获得不同的怠速。在这种场合下的无刷马达都须要调速,要调速,就要研究无刷马达的调速特点。
目前马达的调速方式主要分为三类,包括电流调速、电阻调速和占空比调制调速方式。现今无人机动力马达的调速基本上不是靠直接调节无刷马达电源电流或在无刷马达的转子线圈中串联内阻来实现的。无刷马达的电源是直流电源,许多场合是蓄电瓶电源,调节直流电流是一件比较困难的事情,因而用占空比调制(PWM)技术实现无刷马达的有效电流的调制,实现所谓的调压目的。
为此,占空比调制(PWM)技术依然是一种调节电流的调速方式,占空比调制就是通过控制器电路把直流电压细分为多个相同或不同长度的脉冲电压,她们之间有一定的间隔,各脉冲电压的电压峰值仍是相等的电源电流幅值,但其有效值比纯直流电压的有效值低,疗效上相当于把电源电流减小了。
上节课我们学习过,在一定电流下,马达的怠速越大,电压越小,扭力越小,而我们的马达+螺旋桨系统在不断的加速过程中,电压和扭力在逐步减小,实际上就是在怠速不断减小的过程中,马达的电流也在改变。所以,我们所说的电压、扭矩和怠速成正比,是构建在电流不变的基础上的。在控制器调节不同油门时,不同油门时的马达特点曲线是一簇互相平行的曲线,
如右图所示。从图中可以看下来电机负载电流过大,当油门越大时,实际上的电流越大,带一固定的螺旋桨时,桨的特点曲线和马达各个油门的特点曲线的交点为工作点,可以看下来电机负载电流过大,随着油门点的减小,交点的怠速、扭矩也跟随减小。当减小所带的螺旋桨时,因为桨本身的特点曲线会上移,与马达的匹配表现下来的工况便是怠速低,电压大、扭矩大。
而一个马达定子上所能承载的电压是有限制的,当马达带一固定的螺旋桨时,假若电流始终减小,最终会导致马达定子承受的电压达到峰值,当马达使用固定电流,来驱动不同的螺旋桨时,假若螺旋桨仍然减小,也最终会造成电压定子上的电压过大,这两种情况是马达过载被毁的两个最常见的情况。
动力永无止境安全因我而在
