本文主要討論無人機馬達是否可以落實在台製造,達到真正MIT系統的可行性。

由於筆者與無人機馬達的接觸時,根本還沒有無人機的專屬名詞,仍然只是遙控飛機的一種而已。由於是蠻早期就開始發展了,因此國內幾家以電動遙控玩具為主的馬達製造商,其實都有過無人機馬達的開發經驗,相關的馬達模具及生產設備都曾經投入過。而最大的轉捩點是雷虎帶著生產設備去大陸投產後,衍生了大疆;紅色供應鏈反而讓台廠放棄了無人機馬達的生產,這才導致目前缺乏MIT的馬達供應商。至今,要馬達廠將曾經放棄過的機種,重新再次來過,廠商當然興趣缺缺;而且扣除掉無人機專用的馬達規格外,遙控玩具的生意仍然穩妥,更沒有重新投資的意願。

這當中其實也很奇怪,MIT的馬達廠商也僅是放棄做無人機專用的馬達,但仍然有遙控玩具類型的馬達,是可以裝上無人機上使用,完全可以打造另一種型態的無人機系統,何必捨MIT求MIC? 後來接觸得知,國內的無人機廠商其實是個完全的門外漢,壓根不知道無人機內的各項技術細節,僅是會寫寫程式,操作無人機而已,當然也無法判斷那些馬達是可以共用的。而馬達廠商的心態則是,既有的成熟生意穩穩做,沒有必要去蹚紅色供應鏈的渾水,去配合無心投入的無人機廠商。因此雙方必然不會有交集,退而求其次這些無人機廠商就跑去找學校或法人單位求救,拿著政府補助找人幫忙,也因此讓筆者又双叒陪著無人機馬達開發了一次;沒錯,依筆者的個人經驗來說,已經是第三輪了。

第一輪的無人機開發,筆者當時的任務比較單純,僅協助處理製造設備,但已經是一堆問題了,主要是生產不良率的控制。由於採用細線併繞的生產方式,且希望能提高槽滿率,因此繞線的不穩定性相當高,無法做到整齊排列,除了漆包線圈上的絕緣層因干涉擠壓所受到的破壞,導致的層間短路不良之外;甚至可能因空間干涉導致後繞的漆包線圈塞不進定子槽內,造成爬電距離不足所引起的馬達耐壓不良。此外,無人機馬達習慣使用的環氧樹脂(Epoxy)作為耐壓絕緣的材料,除了本身密度不足,絕緣強度不高之外,其機械強度也不足,繞線時的拉力都會造成環氧樹脂的形變甚至破裂,直接造成馬達漆包線圈短路。雖然設備盡可能地協助改善,但筆者當時有詢問生產單位,最終產品的良率,仍然不到七成,僅能以檢測打掉的方式生產;當時筆者就覺得這是一顆很有問題的馬達,正常的馬達生產良率應該是97%以上。


無人機的小故事:MIT
第一輪開發

第二輪的無人機馬達開發,由於是想在台生產且有商品特色的廠商,因此不僅僅針對生產進行優化,在馬達特性上也做了改良;當時測量改善後的無人機馬達與傳統競品的輸出功率增加了10%左右。主要的更動,其實僅是改為單條粗線繞線以及使用較低鐵損的矽鋼片材料,兩種變動而已。畢竟過往採用細線併繞,是因為人工繞線時,粗線難以施工,不得已採用細線製作;但使用設備繞線,漆包線徑的再粗都能處理,因此建議客戶直接使用粗線生產,反而能有效提高真實槽滿率,藉此增加馬達效率。其二就是矽鋼片上的鐵損是隨著磁場切換頻率增加而倍增,就代表著轉速越快時,鐵損會越高,因此建議客戶採用較低鐵損的矽鋼片,來降低能量損耗,提升馬達效率。

無人機的小故事:MIT
第二輪開發

但在實際執行上,環氧樹脂的厚度及強度,仍讓筆者十分頭大。環氧樹脂因密度不足,需要以較大的厚度尺寸來補償絕緣強度,因此會佔到漆包線的繞線空間;環氧樹脂絕緣的平均厚度都會達到1mm以上,但若改為塑膠則可控制在0.7mm,甚至改用高密度的絕緣膠紙,則厚度將降至0.2mm。雖然看起來厚度變化的尺寸,最多就是0.8mm,但由於無人機馬達所採用的漆包線徑,大多落在0.2~0.6mm之間,代表絕緣厚度的差異,已經達到一層線的差異了,在馬達槽滿率的比例上,可能就從30%提升到50%的差別。

而環氧樹脂的強度不足,在面對更粗的漆包線繞線時,更容易被破壞,導致筆者在繞線機的設計上,要有額外的巧思。在繞最內層會直接壓迫到環氧樹脂的線圈時,繞線的張力強度要能個別調整控制,第二層以上才恢復漆包線正常的繞線強度,才能達到耐壓絕緣正常且槽滿率高的最佳生產條件,使生產良率正常化。

第三輪的無人機馬達開發,就是將以高密度的絕緣紙取代環氧樹脂製程,滿足更高的槽滿率,降低導通銅損,提高馬達效率。此外也採用更耐高溫的磁鐵與漆包線,使馬達可以榨出更高的能量密度,達到體積小但卻能大能量輸出的結果。同時也導入了自黏性矽鋼片,再次降低矽鋼片鉚接時所產生的額外鐵損。可繞線徑的粗度也一口氣提升到直徑2mm的漆包線,以滿足16KW的無人機馬達規格。


無人機的小故事:MIT
第三輪開發

至於是否還有第四輪之後的開發,其實單就技術層面而言,無人機馬達的改善空間,確實還有;筆者手上就還有好幾招沒使用,包括鐵損、磁通密度、方向性矽鋼片、槽滿率、槽極配、散熱、工作溫度等等。而就MIT這方面,其實筆者也是有模具,有設備,因此也不會有馬達廠要重新投入的資金費用困擾。但天時、地利也得還要個"人和",目前筆者完全感受不到人和,因此綜合評估下來,筆者認為無人機MIT這件事,應該只能做做表面功夫大家喊喊口號足以。

重點整理:
天下無難事,只怕有心"人"。

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。

馬達技術傳承計畫
想要馬達的技術嗎?想要的話可以全部給你,去找吧!
我把所有的知識都放在那裡了。
太棒了,簡短的描述,確花了很多的心力研究,無人機未來還是有很大的運用空間。
算了吧,民進黨的國家隊哪個不是立項騙補助。拆下去一堆中國貼牌貨還在那邊MIT? 滿腦子代工思維賺快錢還想談創新?
近年看亞馬遜、新蛋一堆高階到低階民用機的新品牌,絕大部分都是中國廠商去美國開公司當美國品牌賣,但好歹也願意把市場展到國外,台灣呢? 拿個幾十年前的遙控飛機就當軍規用,民用四軸跟屎一樣,就他媽丟一句: 台灣市場小。所以擺爛到現在,繼續騙補撈錢,還甚麼狗屁國家隊,可憐台灣消費者。
講個笑話:台灣是科技之島。
看到無人機國家隊也只會像中國廠商一樣,把12n14p的外轉結構翻倍來獲得更高輸出,
就不難看出他們真的很不懂無人機,連開規格都不會開

不過感謝樓主,願意從馬達產業的視角,稍微揭露一點台灣無人機業界的荒誕事蹟
御劍梧 wrote:
本文主要討論無人機馬...(恕刪)


雷虎帶著馬達技術去大陸生產............因此造就了大疆????

是誰給你這麼大的勇氣講出這個"笑話"????

你以為只要會生產馬達,就可以在無人機市場占有一席之地??影像高傳真壓縮、高速無線傳輸、電池控制、馬達控制(轉速、傾角)、鏡頭模組.......................所有的無線傳輸訊號都還要加密,避免干擾,台灣那家會設計????

還雷虎嘞...........商規送軍方測試!!!!真是拿辛苦納稅人的血汗錢在做玩具!!!!
御劍梧
本來就是做玩具阿,說得一點都沒錯 XD
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