多旋翼无人机电调的电流规格和输入电压要求

电调全称为电子调速器（Electronic Speed Controlle，ESC）。电调对应使用电机的类型不同，分为有刷电调和无刷电调两种，多旋翼无人机中使用的多为无刷电调。

（1）功能概述

电调的主要作用是根据飞控的控制信号，将电池的直流输入转变为一定频率的交流输出，用于控制电机转速。多旋翼无人机在工作时，电机旋转的电流是相当大的，如果没有电调的存在，飞控根本无法承受这样大的电流，而且飞控也没有驱动无刷电机的功能。所以，细分起来，电调具有以下3种具体功能。

①换相：将锂聚合物电池提供的直流电转化为三相交流电供给无刷电机，驱动无刷电机旋转以提供升力；

②调速：根据飞控给出的控制信号对电机的转速进行调节；

③供电：BEC电调可为飞控或遥控接收机提供5 V的工作电压。

按能否给飞控供电可以将电调分为免电源电路（Battery Elimination Circuit，BEC）电调和光耦合器（Optocoupler，OPTO）光电电调两种类型。

BEC电调具有分流供电能力，如果一个电调上标有BEC 5 V 1 A的字样，就代表这个电调能通过杜邦线向飞控或遥控接收机提供5 V的电压、5 W的功率。此时，BEC电调具有变压器的作用，即通过转换电池电压以供接收机和飞控板工作。当然，如果一个多旋翼无人机的多个电调都给飞控供电，说不定会你争我抢，通常的做法是保留一个电调供电，而将其余电调杜邦线中的红线挑掉，以避免相互干扰。

OPTO电调不存在挑线问题，因为不具备供电功能，所以在使用时需要再找个电源单独给飞控供电。例如，F450推荐的NAZA M-Lite飞控套装中就含有独立的电源模块，我们将在后续学习中予以讲解。

（2）连接关系

电调有3组线，第一组是两根粗线，用来连接锂聚合物电池，红正黑负，不能接反，否则容易烧坏；第二组是红、黑、白3根细线并在一起的杜邦线，用来连接飞控或遥控接收机，接收转速控制信号；第三组是3根独立的中粗线，用来连接外转子交流无刷电机，怎么接无所谓，如果发现电机旋转方向不符合要求，任意对调其中的两根就可以改变转向。电调的接线关系如图3.7所示。

图3.7　电调的接线关系

（3）电调的电参数

1）电流规格

电流规格即电调上标注的电流安数，如20 A、40 A等。这个数字表示电调能够承受的瞬时极限电流，如果超标使用，会导致电调烧毁。对于多旋翼无人机，一般按悬停时电机电流的4～5倍或电调输出电流必须大于电机的最大电流的原则选择电调，这样可以给电流留够充足的余量。例如，常见的2212电机加1045桨悬停电流为5 A，瞬时最大电流为20 A，保险起见，应配置至少20 A以上的电调，如25 A、30 A、40 A等。

2）输入电压(www.xing528.com)

输入电压为电调正常工作的电压范围。一般直接写在电调的外包装上，或者用电池节数来表示，如2S～6S锂电池，即表示有效工作电压范围在7.4～22.2 V，使用时应确保电调工作在有效工作电压范围内。

（4）电调油门行程校准

多旋翼无人机正常工作时，遥控器油门杆拉到最低位置时电机转速为0，油门推到最高位置电机达到最高转速。而电机的转速是由电调调节的，且遥控器油门杆的行程信号需经接收机、飞控和电调才能到达电机。因此，油门行程、电调调速范围和电机转速之间只有相互匹配才能保证动力系统正常工作。

首次使用电调或者更换遥控器时，需要重新设置电调油门航程，否则可能会导致在油门杆最低时电机还在转动，或者油门还没推到最高位置，电机已经达到最大转速。特别是多轴飞行器，如果不进行油门航程设置，几个电机转速不一致将无法飞行。电调油门行程校准的具体操作将在项目5中开展实训。

（5）电调编程

为了获得更好的电调性能，绝大部分电调支持参数调整，即所谓的编程。通常支持的编程项目有：

①刹车设置：没有刹车功能的电调，油门关闭后，电机还有惯性转动。开启后，油门关闭电机迅速停止。电调可以设置无刹车和刹车速度（很快、很慢等）。

②电池类型：设置使用锂电或者镍氢电池，根据电池种类获得更好的性能。

③低压保护：在监控到电池低于某个电压时电调做的动作，如降低功率或者立即切断输出，起到避免电池过放作用。

④低压值设置：设定电池的引发电压保护器作用的电压值。建议设置好这个值，以最大限度地保护电池避免过放，延长电池寿命。

⑤锂电节数：设置自动判断电池节数还是手工指定电池节数。在低电压时自动判断可能会出现差错，建议手工设置电池节数，提高安全性。

⑥BEC电压：设置BEC输出电压。

（6）电机电调的匹配

多轴飞行器电机与电调的匹配和测试是一大难题，因为电调输出的驱动交流相位与电机设计如果不匹配，会造成堵转，导致严重后果。在常规飞行和小负载情况下，很多电机与电调的不兼容表现不明显，但在做大机动导致外界气流对转速干扰过大时，或人工快速调节油门杆时，可能会出现问题，表现为瞬间一个或多个电机驱动缺相，“咻”的一声失去动力，直接“炸”机。要杜绝和排除此类问题比较困难，因为现有中小尺度的多旋翼，几乎100%是开环结构，无法检测到每个电机是否转速正常（工业用多轴飞行器的不少电机是内置转速计并输出飞控），若单独给每个电机安装转速计和电流计来测试，现实成本又太高。

通常情况下，最基础的测试电机与电调兼容性的方案是：在地面拆除螺旋桨，姿态或增稳模式启动，启动后油门推至50%，大角度转动机身，快速大范围变换油门量，使飞控输出动力，仔细聆听电机转动的声音，并测量电机温度，观察是否出现缺相。以上测试并不能杜绝因电机与电调不兼容发生的摔机事故，只能在一定程度上降低其发生的概率。

一个简单的方法就是采购经行业内大量使用测试后稳定性好、适应性好的品牌，如好盈铂金系列电调。