无刷电机¶
小型多旋翼常使用外转子无刷直流电机(BLDC,Brushless Direct Current Motor)。定子线圈固定在机臂上,带永磁体的外转子、轴和螺旋桨一起旋转。

外观示例:小型外转子无刷电机。图片来源:BETAFPV 2204无刷电机。用于识别部件,不构成型号推荐。

电调如何驱动电机¶
电调按顺序切换三相功率桥,使A、B、C三相绕组形成旋转磁场。转子永磁体跟随磁场旋转并产生转矩。
电机的三根相线没有固定的电源正负极。交换任意两根相线通常可以改变旋转方向;现代电调也可能通过固件配置方向。
不要把动力电池直接接到电机三相线。
电机型号中的定子尺寸¶
四位型号常用于表示定子直径和高度。例如2207通常表示:
- 定子直径约22毫米;
- 定子高度约7毫米。
这不是整个电机外形尺寸,也不能替代厂商尺寸图。不同厂商的命名口径可能存在差异。
定子尺寸会影响可产生的转矩、热容量、重量和适配桨叶范围,但不能单独决定性能。
速度常数Kv¶
速度常数(Kv,Motor Velocity Constant)表示理想空载条件下,每增加1伏电压对应的理论转速增量:
Kv不是千伏kV,也不是“质量越高越有力”的等级。
实际带桨转速会受到:
- 螺旋桨负载;
- 电池压降;
- 电调控制;
- 绕组电阻;
- 铁损和机械损耗;
- 气流;
- 温度。
相同尺寸的高Kv电机在同一电压和螺旋桨下通常会要求更高转速和更大电流,但实际结果必须由测试数据确认。
电压不能与Kv分开选择¶
电机不能简单标记为“4S电机”或“6S电机”后就忽略螺旋桨。
同一电机:
- 提高电压会提高可用转速;
- 增大螺旋桨会增加负载;
- 增大螺距或叶片数量也可能增加负载;
- 电流和温升可能快速上升。
必须查找目标电压和目标螺旋桨组合下的推力、电流、效率和温升数据。
如何阅读动力测试表¶
测试表通常包含:
| 项目 | 含义 |
|---|---|
| 电池电压 | 测试时的供电条件 |
| 螺旋桨型号 | 直径、螺距、叶片和材料 |
| 油门或命令 | 测试工作点 |
| 转速 | 电机或螺旋桨转速 |
| 推力 | 静态台架测得的轴向力 |
| 电流 | 该工作点输入电流 |
| 功率 | 电压与电流的乘积 |
| 效率 | 常见为单位功率对应推力 |
| 温度 | 电机和电调的热状态 |
比较不同测试表时,需要确认测试电压、桨叶、环境和测量方法一致。
静态推力不等于飞行中的动态推力。来流、机架遮挡、相邻桨和电池压降都会改变实际结果。
推重比只是一项约束¶
整机最大静态推重比可以近似为:
推重比不能直接说明:
- 悬停效率;
- 飞行时间;
- 响应速度;
- 电机温度;
- 噪声;
- 控制品质。
过大的动力余量会增加电流、重量和风险,不应脱离任务追求单一数字。
机械参数¶
安装孔距和螺钉¶
核对:
- 安装孔数量和间距;
- 螺纹规格;
- 机臂孔位;
- 螺钉长度。
螺钉伸入过深可能接触定子绕组并造成短路。必须按电机底座厚度和机臂厚度计算。
轴和桨叶固定¶
核对:
- 轴径;
- 螺纹方向;
- 锁紧螺母;
- T形安装或中心螺钉;
- 桨毂孔径;
- 适配垫片。
“适合5英寸”不能证明桨毂和轴能直接安装。
轴承和间隙¶
新电机也应检查:
- 转动是否顺畅;
- 是否存在明显轴向或径向间隙;
- 外转子是否擦碰定子;
- 轴是否弯曲;
- 磁体是否松动;
- 相线是否磨损。
磁极数量¶
电机磁极数量会影响电子转速与机械转速的换算,也会影响双向DShot转速遥测和转速滤波设置。
不能根据外观或常见经验直接填写磁极数量,应查产品规格或实际确认。
导线和连接方式¶
核对:
- 相线长度;
- 线径;
- 绝缘;
- 焊接空间;
- 是否需要连接器;
- 机臂折弯处的应力保护。
导线不能进入螺旋桨运动范围,也不能被碳纤维锐边持续摩擦。
电机之间的一致性¶
四个电机应使用相同型号和规格。混用不同Kv、不同定子尺寸或不同内部版本,会增加动力不一致和控制负担。
更换单个电机后应检查:
- 型号和Kv;
- 轴高;
- 安装孔;
- 旋转方向;
- 空载电流;
- 振动;
- 温升。
采购前检查¶
- 定子尺寸和电机重量适合质量预算;
- 目标电压与目标螺旋桨存在可追溯测试数据;
- 最大持续电流不超过电调能力;
- 推力、效率和温升满足任务;
- 安装孔、螺钉和机臂匹配;
- 轴、螺纹和桨毂匹配;
- 相线长度和线径合适;
- 磁极数量和固件设置可确认;
- 有相同型号备件。
检查理解¶
- 电机型号
2207通常描述什么? - Kv为什么不能单独决定选哪片桨?
- 为什么要使用同电压、同螺旋桨的测试表?
- 电机螺钉过长有什么风险?
- 磁极数量为什么会影响转速遥测?