無人機馬達:MIT與MIC差異

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MIT與MIC的差異,其實並非新聞,但只是最近又遇到相同的情況,因此在寫一篇文章說明一下,畢竟筆者覺得無人機規格這件事,應該會無限重複,未來方便解釋;而追根究柢仍然是KV值惹得禍。

事情是這樣的,客戶跟馬達廠訂了一顆KV值900的無人機馬達,實際裝機測試後,發現台製的無人機馬達轉速過高,要求降轉速。而台灣馬達廠覺得莫名其妙,已經照客戶要求的規格製作了,現在又告知有問題,要改規格。而真正的原因其實如下圖所示,KV值僅是描述馬達在無負載的情況下,對應輸入電壓的轉速關係,因此只要輸入電壓相同,馬達空載轉速相同,則KV值是相同的;但由於馬達特性上的差異,會造成面對相同力量負載時,產生明顯的轉速差別。就如同大CC數的引擎,就算是載滿乘客,油門踩起來的動力仍然很順暢;但小引擎車款如果載太重,不僅有會有種無力感,甚至時速也拉不上去。

馬達特性差異

馬達特性差異

無人機的馬達安裝負載主要是風扇,其負載型態比較類似一條二次方曲線,如下圖所示。可以發現轉速的差異幅度降低了,因此無人機廠商會忽略實質差異性,仍然接受相同KV值會得到相同轉速的迷思。

風力負載差異

風力負載差異

因此馬達規格及單翼測試都過關後,進入實機運行階段,但由於無人機至少搭配四顆以上的馬達運行,廠商又希望馬達可以混著使用,美其名曰避免供應商斷鏈,實際上就是不願意放棄MIC。而這種混搭就造成各軸轉速不同,無人機無法穩定調控的困擾;因為風扇的轉速差異雖然不明顯,但風力的差異是很大的,安裝MIT的那軸會產生過強的上升力,造成無人機傾斜。

多軸共工

多軸共工

只是對筆者而言,也是滿頭問號,畢竟這問題,電控很好調整,僅需要略為調整轉速就可以讓無人機恢復平衡狀態;而無法做到調整,就代表電控上偷工減料的很嚴重,不僅是缺乏軟硬體的感測裝置或策略,甚至各軸間的通訊溝通應該都沒有,僅能由主控下簡單的電壓控制命令,讓相同規格的馬達,維持相同的轉速輸出。因此當有特別優秀或是特別差的馬達時,無人機就會不穩定。

至於為什麼是KV值的鍋? 其實除了遙控模型使用的馬達外,一般馬達不會拿反電動是常數Ke或是電壓常數,這種僅是描述電壓與轉速關係的參數來使用;反而是轉矩常數Kt更為關鍵,會藉此獲得負載資訊,並得到動力系統的真正運轉轉速。而Kt也更好顯示馬達能力的差異性,是個更為重要的指標。

馬達參數

馬達參數

然而無人機畢竟是由遙控模型發展起來的,而供應商也都習慣以KV值標示規格,尤其現在廠商都照大陸Tmotor的抄,MIC怎麼做,就希望MIT照著做。這就導致MIT明明更好,卻被嫌棄,告知MIT的規格不正確,要配合調整。

無人機馬達規格參數

無人機馬達規格參數

目前內部討論,其實只要無人機廠商想要MIC跟MIT混著用,其實就是無解,畢竟台灣也已經只有好馬達了,要特別去做爛馬達,還真的很困擾。因此只能建議無人機廠商,繼續MIC就好,MIT真的不合用;或是等到MIC完全追上MIT,這時MIT才能進入供應鏈。


重點整理:

劣幣驅逐良幣的例子。

特別申明:筆者目前確認國內有自製無人機馬達能力的廠商,商業規格請找虹印機電,軍規請找六俊電機。筆者會知道,是因為這兩家有購買無人機馬達的生產設備,因此確認他們有生產能力。

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