大功率新能源无人机动力系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大功率新能源无人机动力系统，包括电机，其根据不同的功率配置有配套的螺旋桨；与电机相匹配的电子调速器，用于驱动电机的运作；飞控系统，其通过电子调速器的加力信号线与其连接，用于控制动力系统使无人机实现飞起、加速、减速、停机动作。本动力系统，具备功率大、承载强、使用方便等优势，可满足无人机生产制造企业或个人无人机爱好者更快速搭建大中型新能源无人机的需要，能更快生产出各式大中型新能源无人机，填补目前大功率新能源无人机动力系统产品领域的空白。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人机动力系统技术，具体为大功率新能源无人机动力系统。
技术介绍
目前，无人机广泛采用的动力系统包括往复式和旋转式活塞发动机，以及涡喷、涡扇、涡桨和涡轴在内的燃气涡轮发动机。由于各方面的技术问题，电池驱动的新能源动力系统目前基本上仅能使用在微型的无人机上，如可适用于小型航拍无人机或玩具无人机上，宄其原因在于其载重较小。新能源无人机，最基础的部分在于电池驱动电动机动力系统。在多年的发展过程中，由于电池技术、电机技术、电子调速等技术没有取得较大突破，因此目前其还只是停留在微型小功率无人机阶段，例如动力系统的功率在2000瓦以内、载重在6KG以内时，将只能用于航模玩具式无人机。目前的电池驱动电动机动力系统，功率小，承载轻，无法满足无人机行业的发展需要。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供了一种大功率新能源无人机动力系统，其具备功率大、承载强、使用方便等优势，可满足无人机生产制造企业或个人无人机爱好者更快速搭建大中型新能源无人机的需要，能更快生产出各式大中型新能源无人机，填补目前大功率新能源无人机动力系统产品领域的空白。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为: 大功率新能源无人机动力系统，包括 电机，其根据不同的功率配置有配套的螺旋桨； 与电机相匹配的电子调速器，用于驱动电机的运作； 飞控系统，其与所述电子调速器通信连接，用于控制动力系统使无人机实现飞起、加速、减速、停机动作， 其中，所述电机为无刷电机，所述电子调速器包括内置调速电路，其通过输入PWM调速信号，并输出三相直流电压控制所述电机的运作，所述飞控系统包括信号接收器。作为上述技术方案的改进，所述调速电路包括输入端、由若干开关构成的开关组及三相直流电压输出端，其通过控制开关组内不同开关组合的导通顺序，使其输出端对应不同的换相顺序来驱动无刷电机的转动。作为上述技术方案的改进，所述开关组包括由开关Ql、Q2串联构成的Ql支路、由开关Q3、Q4串联构成的Q3支路及由Q5、Q6串联构成的Q5支路，所述Ql支路、Q3支路及Q5支路之间并联，其中，所述Ql支路与Q3支路对应连接三相直流电压的AB相，所述Q3支路与Q5支路对应连接三相直流电压的BC相，所述Ql支路与Q5支路对应连接三相直流电压的AC相。作为上述技术方案的改进，所述开关组的不同开关组合的导通顺序依次为Q1Q4、Q1Q6、Q3Q6、Q3Q2、Q5Q2、Q5Q4，该导通顺序所对应的换相顺序依次为AB相、AC相、BC相、BA相、CA相、CB相。作为上述技术方案的改进，所述电子调速器连接有高储电量的锂电池，其可为动力系统进行供电，且可多次重复充电使用。作为上述技术方案的改进，所述电子调速器连接有防打火花线，其包括一子弹头端子及电阻，所述防打火花线的另一端与锂电池负极连接。作为上述技术方案的改进，所述飞控系统包括与信号接收器配套使用的遥控器，其用于设定部分电子调速器参数及无人机的远程控制。作为上述技术方案的改进，所述电子调速器通过加力信号线与飞控系统通信连接，所述加力信号线为4pin线，通过其可连接有编程盒，用于所有电子调速器参数的设定。作为上述技术方案的改进，所述加力信号线通过USB线可连接电脑，用于所有电子调速器参数的设定。作为上述技术方案的改进，所述调速电路的开关组内对应每一个开关均设置有电压传感器或电流传感器，当任一开关电压或电流超越警戒时，将减小动力系统输出功率使其怠速运行。本专利技术带来的有益效果有: 本专利技术的动力系统主要针对由电池驱动的大中型实用型无人机飞行器而设计，其优点在于: 1、全电动，本动力系统由高储电量锂电池进行供电，不仅环保，且可多次重复充电使用，相对于现有同功率以内燃机为动力的无人机动力系统，本方案维修方便，动力更强，加速更快； 2、功率大，本专利技术的单套动力系统功率可达到5KW-30KW，单套动力系统载重可达25KG-120KG，当采用本动力系统架设起四轴无人机时，整机起飞载重可达到100KG-400KG ； 3、重量轻，单套动力系统装置重量小于10KG，整套动力系统适合于无人机飞行器使用，所搭建起来的多轴无人机重量轻，易实施，相反，原有的燃油动力系统发动机相对较重，使得装配起来的无人机不仅体积大，且载重轻。【附图说明】下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步说明， 附图1是本专利技术的系统结构示意图； 附图2是本专利技术的电机结构示意图； 附图3是本专利技术的电子调速器工作原理示意图； 附图4是本专利技术的调速电路结构示意图。【具体实施方式】本专利技术所研发设计制造的大功率新能源无人机动力系统，主要应用在农业喷洒、救援运输、消防救灾、森林巡防、高空架线等重要实用领域无人机上，该动力系统的创新推出可满足无人机生产制造企业或个人无人机爱好者更快速搭建起大中型新能源无人机用于各方面的需要，能更快生产出各式大中型新能源无人机，填补目前大功率新能源无人机动力系统产品领域的空白，并加快推动和促进整个新能源无人机行业的发展。具体的，参照附图1，本大功率新能源无人机动力系统主要包括电机1，其根据不同的功率配置有配套的螺旋桨；与电机I相匹配的电子调速器2，用于驱动电机I的运作；飞控系统，其通过电子调速器2的加力信号线21与其连接，用于控制动力系统使无人机实现飞起、加速、减速、停机动作。其中，本专利技术的电机I采用无刷电机。其实，在实际应用中无刷电机已很广泛，因为它体积小，重量轻，功率大，但大功率无刷电机在实际应用中较少，主要是因为大功率无刷电机要求工作的环境要通风，还需考虑电机I本身散热问题以及拉效比等问题。而本专利技术针对上述问题作出了改善，参照附图2，电机I上盖做成旋转的风叶状，结合螺旋桨的风和电机I风动浆盖的设计，可以让电机I具备更优秀的散热效果，同时针对拉效比问题对无刷电机的内部结构进行优化，使电机I拉效比在4G/W以上，大大提升整套动力系统的效率，在实际测试中6KW的电机I可达到24KG以上的拉力。无刷电机与电子调速器2主要功能即为驱动无刷电机的运作。其中，电子调速器2内置有调速电路，其以PWM调速信号作为输入调速信号，可控制电机I的转速，由于PWM调速信号一般为矩形方波，PWM调速信号的占空比越大，电机I的运转速度越高；PWM调速信号占空比越小，电机I的运转速度也相应越低。在附图3中，电子调速器2输入PWM调速信号，其输出为A，B，C三相直流电压，HallA, HallB, HallC为无刷电机中的霍尔传感器，其可将无刷电机转子的位置信息反馈给电子调速器2。附图4为本专利技术的调速电路结构示意图。调速电路包括输入端、由若干开关构成的开关组及三相直流电压输出端，其通过控制开关组内不同开关组合的导通顺序，使其输出端对应不同的换相顺序来驱动无刷电机的转动。开关组包括由开关Q1、Q2串联构成的Ql支路、由开关Q3、Q4串联构成的Q3支路及由Q5、Q6串联构成的Q5支路，且Ql支路、Q3支路及Q5支路之间并联，其中，Ql支路与Q3支路对应连接三相直流电压的AB相，Q3支路与Q5支路对应连接三相直流电压的BC相，Ql支路与Q5支路对应连接三相直流电压的AC相。在该电路结构中，当开关Ql，Q4导通时，三相直流电压的AB相导通，电流从A相经过电机I绕组，然后从本文档来自技高网...

【技术保护点】
大功率新能源无人机动力系统，其特征在于：包括电机（1），其根据不同的功率配置有配套的螺旋桨；与电机（1）相匹配的电子调速器（2），用于驱动电机（1）的运作；飞控系统，其与所述电子调速器（2）通信连接，用于控制动力系统使无人机实现飞起、加速、减速、停机动作，其中，所述电机（1）为无刷电机，所述电子调速器（2）包括内置调速电路，其通过输入PWM调速信号，并输出三相直流电压控制所述电机（1）的运作，所述飞控系统包括信号接收器（31）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄东亮，张鸿忠，
申请(专利权)人：珠海市双捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44