[发明专利]多轴飞行器异步电机并联调速法及产品

说明书

交流电源供电的多轴飞行器，采用多轴飞行器异步电机并联调速法，其特征是包括机身、多个电动旋翼、飞行器负荷、飞行状态计算机控制系统、遥控器和交流电源，飞行状态计算机控制系统包括卫星定位终端和通讯模块。令各电机的三相绕组串联连接形成三条支路，对各支路串联或并联连接电源；对各电机至少一个绕组或绕组的一部分并联一个多功能模块且每条支路至少含有一个多功能模块；通过改变多功能模块的状态来改变控制各电机的状态。本发明外部三相交流供电多轴飞行器借助于外部电源设施可以节省许多电池的重量并且拥有长时间滞空飞行的能力。

技术领域

本发明涉及多轴飞行器异步电机并联调速法及产品。

背景技术

现有的多轴飞行器采用多轴旋翼对称布置，当初始状态为悬停，此时令其中一个或者相邻2至3个旋翼的转速适当变慢且总的升力不变，由于速度变慢的旋翼升力相应变小导致飞行器轴心线倾斜，从而各旋翼的风力产生一个水平方向的分量推动飞行器沿减慢速度的旋翼所在位置方向作水平移动。现有的多轴飞行器多采用电池供电，其滞空时间与电池容量有关而比较短。鉴于异步电机具有某些优点和我们提出采用外部电源有线供电，因此需要开发适合多轴飞行器的交流调速技术。

发明内容

本发明的目的是要提供多轴飞行器异步电机并联调速法及产品。

本发明解决其技术问题的方法多轴飞行器异步电机并联调速法：制造一个交流电源供电的多轴飞行器，包括机身、多个电动旋翼、飞行器负荷、飞行状态计算机控制系统、遥控器和交流电源，飞行状态计算机控制系统包括卫星定位终端、加速计、磁力计、气压传感器、陀螺仪和通讯模块，交流电源包括采用输电线从外部引入的交流电源以及在飞行器内通过逆变用直流电源产生的交流电源；驱动电动旋翼的电机为交流异步电机；电动旋翼的驱动电机的控制以三相交流异步电机为例介绍，对于三相交流异步电机以外的情况参照这些内容变通实现；

将所有驱动电动旋翼的各交流异步电机按照空间轴对称分布两个一组分为一个以上的电机组，令每个电机组的各电机的三相绕组串联连接形成三条支路，对各个电机组形成的所有支路采取串联或者并联的方式，与电源连接；

对每台电机的至少一相绕组或者部分绕组对称并联一个多功能模块并且每条支路至少含有一个多功能模块；

多功能模块包括飞行控制电路、可控整流或者斩波电路、充电电池、用电负载及假负载。可控整流或者斩波电路通过改变整流器件的开通时间来调节其电能输出。用电负载包括稳压滤波电路、飞行状态计算机控制系统、飞行控制电路、用于检测各多功能模块电流和电压的检测器件、无线电接收发射电路和其他所有可能的用电器件；假负载包括可变电阻，也包括固定电阻器件和与其串接的可控硅，假负载用于消耗电能以影响其所并联的旋翼电机及所有旋翼电机的状态；飞行控制电路正常工作时也可以完全从充电电池取电而不从可控整流或者斩波电路取电，这意味着飞行器升力的增加；飞行控制电路作为飞行状态计算机控制系统的一部分与飞行状态计算机控制系统主机信号连接并接受其控制。

通过改变多功能模块的状态来改变控制所述各电机的状态，包括：根据需要，当飞行器的状态控制要求向某个方向飞行，可在陀螺仪的指南下，令与位于所述方向的旋翼电机并联的多功能模块多耗用一些电流，具体包括令相关多功能模块的假负载支路的可控硅的开通时间长一些，或者令可变电阻的阻值变小一些，因此该旋翼因为电机的旁路电流增加自身输入功率减小升力也减小导致飞行器轴心线发生倾斜从而飞行器的升力产生一个向所述方向的水平分量推动飞行器向所述方向移动。与假负载串接的可控硅作为飞行控制电路的一个执行部件，确保飞行控制电路对各多功能模块的功率控制。对于因为所述多功能模块增加使用电能而可能导致飞行器升力不足的问题，可以通过其他方式解决，包括增加外部三相交流电源的电压。属性合适的用电负荷还可以与所有所述电机组成的支路串联或者并联。