【电机应用】无人机与稀土永磁直线电机

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【电机应用】无人机与稀土永磁直线电机

说起无人机,我们往往想到的是军事用途,美国航母和核潜艇水下都成功发射过无人机。欧盟成员国以及以色列研发的无人机。

渐渐的,无人机的应用场景越来越多,可以帮助农民进行农作物检测、农药喷洒和辅助耕作,可以电力架线巡检,可以快递小型货物,可以对建筑物进行 3D 扫描建模,可以上天驱赶鸟类,可以入海侦测跟踪海底潜水艇,甚至可以协助进行应急救援。

我们相信未来领空都会是由无人机来主导的。

下面介绍下稀土永磁铁在无人机上的应用:

稀土永磁电机在飞机上的主要应用对象为各种各样的电力作动系统。电力作动系统是以电动机为执行元件的驱动系统,广泛应用于飞机的飞控系统、环境控制系统、刹车系统、燃油和起动系统等。随着稀土永磁材料、电力电子、微电子、微机、新型控制理论及电机理论的进步,稀土永磁电机的技术发展十分迅速,在航空领域显示出广泛的应用前景和强大的生命力。稀土永磁电机在航空上的应用具有以下特点:

1、由于稀土永磁材料的高磁能积,使得电机可明显降低重量、减小体积。航空用电机对其体积、重量有极为严格的要求。现代航空飞行器中,每 1 kg 设备重量大约需要 15~30 kg 的附加重量来支持。

2、稀土永磁材料的矫顽力 Hc 高,剩磁 Br 大,因而可产生很大的气隙磁通,大大缩小永磁转子的外径,从而减小转子的转动惯量,降低时间常数,改善电机的动态特性。

3、气隙宽度可以选取较大值,这样可以减小由于齿槽效应引起的力矩波动,也可抑制电枢反应对力矩波动的影响。电枢反应对稀土永磁体的去磁作用较小,更适合突然反转、堵转驱动等特殊性能要求。

4、使用无刷直流电动机还具有以下显著特点:

①使用寿命长。目前飞机上大量使用有刷直流电动机,寿命只几百小时。无刷直流电动机无电刷和换向器,可以大幅度提高寿命指标。

②适宜于高速运行。无刷直流电机在轴承允许的条件下,转速可成倍增加。

③可靠性高。高空换向火化加大,影响可靠性,不利于电磁兼容;高空电刷磨损加剧,碳粉影响绝缘性能,减少电机寿命。无刷直流电机则不存在这些问题。

④散热容易。无刷直流电机的主要发热源在定子上,自然散热条件好。同时可以方便地在定子壳体中进行油冷或水冷,特别是循油或喷油冷却可以极大地提高电机的功率密度。

⑤余度控制方便。无刷直流电机的可靠性薄弱环节在控制器和电机绕组上,多余度控制方法灵活。⑥稀土永磁材料的内禀矫顽力高,磁场定向性好,因而容易实现在气隙中建立近似于矩形波的磁场,实现方波驱动,提高电机的出力。

由于稀土永磁电机它拥有高的转速、好动态特性、高效率、长寿命、低噪音、宽转速范围和制造容易等等优良特性,因而非常适合于对性能、体积、重量要求特殊的航空领域,使其在航空航天领域有着非常广泛的应用,被认为是航空领域最有发展前景的电机。

本文转自:【电机应用】无人机与稀土永磁直线电机

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