俄羅斯南烏拉爾州立大學(xué)理工學(xué)院（SUSU）的科學(xué)家發(fā)明了一種采用3D打印的新型無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)配置，可用于無人機(jī)和航空航天技術(shù)。

該電機(jī)由SUSU的項(xiàng)目5-100資助研究人員AndreySogrin，PavelLykov和VitaliyVarkentin設(shè)計(jì)和制造，由研究主管ViktorFyodorov監(jiān)督。它取代了傳統(tǒng)的3D打印輕金屬合金電線圈刷，該工藝目前正在申請(qǐng)專利。

無刷電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

電動(dòng)機(jī)有時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)中優(yōu)于活塞，因?yàn)樗鼈兙哂休^少的部件，并且通過擴(kuò)展，它們?cè)谙牡哪芰糠矫娓行?。在發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，它使電動(dòng)牽引更環(huán)保，并且是活塞牽引的更可靠的替代方案。

有刷電機(jī)依賴于稱為換向器的設(shè)備，其固定觸點(diǎn)稱為電刷。換向器位于定子（電動(dòng)機(jī)的靜止部分）上，并通過電刷與轉(zhuǎn)子（運(yùn)動(dòng)部件）接觸，每180度反轉(zhuǎn)電流并保持電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)。

電刷的摩擦和電阻消耗大量功率，而電流方向的重復(fù)和突然切換引起火花，這是火災(zāi)危險(xiǎn)。SUSU的無刷解決方案包括在轉(zhuǎn)子上放置一系列稀土磁鐵，在定子上放置導(dǎo)電線圈，形成一個(gè)行進(jìn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子隨之不斷運(yùn)動(dòng)。

▲項(xiàng)目主管ViktorFyodorov將電機(jī)放在轉(zhuǎn)子葉片上

SUSU的無人機(jī)電機(jī)設(shè)計(jì)

SUSU的無刷電機(jī)用于緊湊型發(fā)動(dòng)機(jī)配置。電機(jī)的電子定子線圈由使用3D打印的輕金屬合金制成。電流能夠從轉(zhuǎn)子跳到定子線圈的電流分配器具有可變的橫截面。當(dāng)與輕金屬合金定子線圈組合時(shí)，這降低了電動(dòng)機(jī)的電阻。

“如今，所有無人機(jī)，四軸飛行器和電動(dòng)直升機(jī)都使用這種電動(dòng)機(jī)作為主要的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器。這個(gè)問題變得越來越強(qiáng)大，這種機(jī)器及其在載人航空中的實(shí)施，“Fyodorov解釋道?！拔覀兊碾姍C(jī)的特殊性在于它具有3千瓦的功率和大約750克的有效系統(tǒng)質(zhì)量?！?/p>

SUSU電機(jī)可以以經(jīng)濟(jì)的方式最小化部件，重量和能量消耗。這些電機(jī)的3D打印組件將使無人機(jī)，四軸飛行器和電動(dòng)直升機(jī)更容易在人員和遠(yuǎn)程飛行中使用。無刷電機(jī)之前已經(jīng)由航空航天公司RocketLab進(jìn)行3D打印，在那里它們由鋰離子電池驅(qū)動(dòng)渦輪泵液體火箭燃料。

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