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无人机打印3D无刷电机组件

2019年01月07日 15:54:13 来源:运控网

俄罗斯南乌拉尔州立大学理工学院(SUSU)的科学家发明了一种采用3D打印的新型无刷电机驱动发动机配置,可用于无人机和航空航天技术。

该电机由SUSU的项目5-100资助研究人员AndreySogrin,PavelLykov和VitaliyVarkentin设计和制造,由研究主管ViktorFyodorov监督。它取代了传统的3D打印轻金属合金电线圈刷,该工艺目前正在申请专利。

无刷电机的优点

电动机有时在发动机中优于活塞,因为它们具有较少的部件,并且通过扩展,它们在消耗的能量方面更有效。在发动机的情况下,它使电动牵引更环保,并且是活塞牵引的更可靠的替代方案。

有刷电机依赖于称为换向器的设备,其固定触点称为电刷。换向器位于定子(电动机的静止部分)上,并通过电刷与转子(运动部件)接触,每180度反转电流并保持电动机运动。

电刷的摩擦和电阻消耗大量功率,而电流方向的重复和突然切换引起火花,这是火灾危险。SUSU的无刷解决方案包括在转子上放置一系列稀土磁铁,在定子上放置导电线圈,形成一个行进磁场,使转子随之不断运动。

电机

▲项目主管ViktorFyodorov将电机放在转子叶片上

SUSU的无人机电机设计

SUSU的无刷电机用于紧凑型发动机配置。电机的电子定子线圈由使用3D打印的轻金属合金制成。电流能够从转子跳到定子线圈的电流分配器具有可变的横截面。当与轻金属合金定子线圈组合时,这降低了电动机的电阻。

“如今,所有无人机,四轴飞行器和电动直升机都使用这种电动机作为主要的运动驱动器。这个问题变得越来越强大,这种机器及其在载人航空中的实施,“Fyodorov解释道。“我们的电机的特殊性在于它具有3千瓦的功率和大约750克的有效系统质量。”

SUSU电机可以以经济的方式最小化部件,重量和能量消耗。这些电机的3D打印组件将使无人机,四轴飞行器和电动直升机更容易在人员和远程飞行中使用。无刷电机之前已经由航空航天公司RocketLab进行3D打印,在那里它们由锂离子电池驱动涡轮泵液体火箭燃料。

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