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スマートドローンにおける永久磁石:材料と応用

ブラシレスドローンモーターのクローズアップ。ステーターの周りに巻かれた銅線コイルと、磁石が付いた中央のローターを示しています。

スマートドローンは、レクリエーション用途から産業検査、物流、農業、さらには防衛に至るまで、急速に進化しています。これらの無人航空システム(UAS)の中核を成す永久磁石は、極めて重要な役割を果たしています。モーターへの電力供給から正確なナビゲーションの実現まで、磁石は不可欠な役割を果たしています。 軽量設計、高効率、信頼性.

ドローンにおける磁石の主な用途

1. ドローンモーター(推進モーターとサーボモーター)

ドローンにおいて永久磁石を最も多く消費するのはモーターです。

  • ネオジム鉄ホウ素 (ネオジム鉄ボロン) 磁石は、 高い磁気エネルギー密度これにより、飛行時間を延ばすために重要な、強力なモーターを小型軽量にすることが可能になります。
  • 高級または軍用ドローン 極限の環境に直面し、 サマリウムコバルト(SmCo) 磁石 時々使用されるのは、 高温安定性の向上 耐腐食性も優れています。

👉 なぜ重要なのか: 磁石が強くなればモーターの効率も上がり、 バッテリー寿命の延長、推力の向上、飛行の安定性の向上.

2. センサーとナビゲーションシステム

磁石はドローンのセンシング部品にも広く使用されています。

  • 磁力計 (電子コンパス) は磁気センシングを利用してドローンが正確な方向とナビゲーションを維持できるようにします。
  • ホール効果センサー モーターやコントローラーでは、位置と速度を検出するために小さな永久磁石(多くの場合、NdFeBまたはフェライト)を使用しており、 正確な制御 プロペラの。

👉 なぜ重要なのか: 安定した高精度のセンサーは、 GPS支援飛行、障害物回避、自律運転.

ドローンに搭載された 3 軸カメラ ジンバル。カメラを安定させるモーターとセンサーが示されています。

3. ジンバルと安定化システム

ハイエンドドローンは 磁気エンコーダ そして アクチュエータ カメラジンバルを搭載し、スムーズなビデオ録画を実現します。

  • ここ、 NdFeB磁石 小型電動ジンバルでは、 高精度と応答性.

👉 なぜ重要なのか: 安定した磁石がなければ、プロ仕様の航空写真撮影や地図作成は不可能です。

4. その他の機能コンポーネント

  • 磁気カップリングとコネクタ ペイロード、バッテリー、またはモジュールを素早く取り付けることができます。
  • 磁気クランプ 安全かつ軽量なロック機構のために、折りたたみ式ドローンアームに使用できます。
ホール効果センサーを説明する図。磁場が半導体を通過して電圧を生成する様子を示しています。

ドローンに適した磁石素材の選び方

  • NdFeB(ネオジム磁石): 最適な選択肢 高性能モーター コンパクトなシステム。最大のパワーウェイトレシオを実現しますが、腐食防止のため保護コーティング(Ni、エポキシ、PVD)が必要です。
  • SmCo(サマリウムコバルト): 使用場所 高温または過酷な環境特に軍事用または産業用のドローンに使用されます。高価ですが、非常に安定しています。
  • フェライト磁石: 見つかった場所 低価格ドローン または、それほど重要でないセンサー。手頃な価格で耐腐食性がありますが、強度が弱いです。
  • アルニコ磁石: あまり使用されないが、 特定の高温センサー.

結論

永久磁石はドローンのイノベーションの中核を成しています。 強力なモーターが彼らを空へと持ち上げる、に 安定性と自律性を維持するセンサー磁石により、ドローンは効率性、軽量性、信頼性を維持します。

ドローン技術が進歩するにつれて、 NdFeB磁石は今後も主流の設計を支配するだろう、 その間 SmCo磁石は特殊なハイエンドアプリケーションをサポートしますそれぞれの機能に適した磁石材料を理解することが、よりスマートで安全、そして効率的なドローンを構築するための鍵となります。

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