大功率高电压电驱动有线无人机动力系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无人机动力系统技术，具体为大功率高电压电驱动有线无人机动力系统。
【背景技术】
[0002]目前，电池驱动电动机的无人机动力系统存在以下缺陷:
[0003]1、以电池供电的无人机，在实际应用中电池的电量与载重量都是相互制约的，如想飞行时间长，然而电池电量就要大，而电量大，电池就会很重，一旦电池重了，载重就会少，这是目前飞行器最为矛盾的一面；
[0004]2、以目前的电池技术，不管电池电量有多足，电池在使用时马上就会有很大的电池压降，压降大将加重飞控系统的负担，从而发热影响飞控系统的稳定性，会使无人机很容易摔机；
[0005]3、以目前的电池技术，要使大负载(在于20KG以上)的飞行器能持续飞行30分钟以上可能有些困难。因此，关于飞行器更大的实用性一一用作求援、抢险、架线等等受到很大的制约，难以达到理想的实际有效的应用；
[0006]4、以目前电池的技术，不管电量有多充足，最多30分钟就必须返航更换电池。然而在更换电池时需要浪费很长时间，更换装卸好电池后，再次启动电源需要对电子调速器和飞控系统等电子设备重新检测和校准，在此过程中极易出现校准错误而产生故障，增加了人为和电子检测的错误造成对飞行器损坏的风险；
[0007]5、电池自身就是不稳定的电储媒体，存在着爆炸(目前大部分电池无电池保护电路)和供电失效的机率，电池存在充电时间长、充电使用次数的限制，生产成本以及使用成本都非常高。
【发明内容】
[0008]为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种大功率高电压电驱动有线无人机动力系统，其填补了目前大功率高电压电驱动有线无人机动力系统产品领域的空白，并可加快推动和促进整个无人机行业的发展。
[0009]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为:
[0010]大功率高电压电驱动有线无人机动力系统，包括
[0011]电机，其根据不同的功率配置有配套的螺旋桨，具体采用高电压无刷电机；
[0012]与电机相匹配的电子调速器，用于驱动电机的运作；
[0013]转换电源器，其连接交流电，通过电源转换方式为所述电子调速器供电；
[0014]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。
[0015]作为上述技术方案的改进，所述电子调速器包括逆变器、MCU控制器及DC-DC开关电源降压模块，其中，所述DC-DC开关电源降压模块将输入的高压电压转换为5V后对MCU控制器供电，所述MCU控制器通过PffM调速信号控制逆变器工作，所述逆变器将直流电压转换为三相交流电压并输出至电机。
[0016]作为上述技术方案的改进，所述逆变器包括输入端、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。
[0017]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UV相，所述Q3支路与Q5支路对应连接三相直流电压的VW相，所述Ql支路与Q5支路对应连接三相直流电压的UW相。
[0018]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UV相、UW相、VW相、VU相、WU相、WV相ο
[0019]作为上述技术方案的改进，所述飞控系统包括信号接收器及与信号接收器配套使用的遥控器，其中遥控器用于设定部分电子调速器参数及无人机的远程控制。
[0020]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，通过其连接有编程盒，用于所有电子调速器参数的设定。
[0021]作为上述技术方案的改进，所述加力信号线通过USB线连接至电脑，用于所有电子调速器参数的设定。
[0022]作为上述技术方案的改进，所述逆变器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。
[0023]本实用新型带来的有益效果有:
[0024]本实用新型的大功率高电压电驱动有线无人机动力系统，主要针对电驱动的无人机飞行器，由于其使用交流电通过电源转换方式供电，所以不存在电量不足的问题，无需要大功率供电电池，因此生产成本大大降低，同时，由于该动力系统采用高电压低电流的供电设计，无需电池供电而使用细电线为飞行器供电，以此使飞行器的机身重量大大减轻，能持续不间断供电，十分有利于提高整个飞行控制系统的稳定性，填补了目前大功率高电压电驱动有线无人机动力系统产品领域的空白，可加快推动和促进整个无人机行业的发展。
【附图说明】
[0025]下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明，
[0026]附图1是本实用新型的系统结构示意图；
[0027]附图2是本实用新型的电子调速器结构框图；
[0028]附图3是本实用新型的电子调速器内部结构示意图；
[0029]附图4是本实用新型的逆变器工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0030]本实用新型的大功率高电压电驱动有线无人机动力系统，主要针对电驱动的无人机飞行器，其能更有效的应用在现实生活中使用的无人机上，更实际的应用在抗险救灾、消防高空救人、植保、悬停、野外科考、游乐项目、人员不可抵达的特殊环境领域使用的无人机上。该动力系统的创新推出将使这种特定范围内使用的无人机不再受电池的电量制约，使飞行器更长时间运转，带来更有效的作用。
[0031]具体的，参照附图1，该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，具体采用高电压无刷电机；与电机I相匹配的电子调速器2，用于驱动电机I的运作；转换电源器3，其连接交流电，通过电源转换方式为所述电子调速器2供电；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。
[0032]其中，本发明的电机I采用高电压无刷电机。
[0033]虽然，无刷电机在实际应用中很广泛，因其体积小、重量轻且功率大，但大功率高电压无刷电机的使用却并不普遍。究其原因，在于大功率高电压无刷电机所要求的拉效高。然而，拉效高的电机I其电压电流都很大，使得电子调速器2很难支持。目前市面上出售的电子调速器2，大部分只支持25V、80A以下，也就是小型飞行器所用，而主要原因是大功率电调难散热，在大功率运行时高电压高电流，产生的电杂波严重影响加力信号，产生高温。
[0034]所以我们针对此问题，对无刷电机的内部结构进行优化，设计出高压无刷电机和电子调速器2，大大提高电机I的拉效比，使得电机I与电子调速器2可支持100-500V和0-40A的低电流高电压。而实际应用中，高电压无刷电机与高压电调的基电压通常应大于220V以上。
[0035]参照附图2及附图3，电子调速器2包括逆变器21、MCU控制器22及DC-DC开关电源降压模块23，其中，DC-DC开关电源降压模块23将输入的高压电压转换为5V后对MCU控制器22供电，MCU控制器22通过PffM调速信号控制逆变器21工作，逆变器21将直流电压转换为三相交流电压并输出至电机I。如在附图2中，电子调速器2输入PffM调速信号，其输出为U，V，W三相直流电压，Hal 1U，HalIV，HalIff为高压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。由于PffM调速信