无人机飞控：电机堵转烧毁3个电调，差点空中起火！从“傻转”到“精转”，我们靠FOC救

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当时我们在试飞一架六轴无人机，在空中做负载稳定测试。飞机刚起飞三分钟，一个电机突然停了，接着就是“砰”的一声，飞控报警“电调失联”，紧接着又报了两个。

我们赶紧落地，一检查，三个电调全烧了，外壳发黑，甚至还有一个已经开始冒烟了。要是再慢个十几秒，估计整机真可能在天上起火。

我们当时都傻了，第一反应是：电机是不是卡住了？但电机怎么可能在飞行中突然“卡”呢？一查才发现，这事儿的根源，是我们还在用“传统驱动”，让电机一直“傻转”。

飞机飞着飞着，一个电机突然“卡住”
那天飞的是一架六轴工业无人机，挂了个比较重的相机吊舱。任务是模拟空中悬停拍照，测试稳定性。

起飞后前几分钟都挺稳的，飞控姿态也没问题。突然，飞机开始偏航，一侧电机失速。我们拿地面站一看，三个电调“掉线”，飞控报警“功率异常”，赶紧远程降落。

飞机落地后，我们摸电调，三个都烫得吓人，其中一个甚至外壳已经鼓起来了，拿下来一看，PCB板上烧了一大片，里面的MOS管都炸开了。

仔细排查后，发现是“堵转烧毁”
我们把烧坏的电调拆开检查，发现这些电调并不是自己炸的，而是因为电机“堵转”——也就是电机在带载运行时突然无法转动，但电调还在不断往里灌电流。

你可以想象一下：就像你拿着个钻头卡在墙里不动了，但你还在拼命按开关，电机不转，电流却暴涨，最后就是——烧！

我们用示波器测电调输出，堵转时电流飙到60A以上，而我们的电调额定不过30A，根本扛不住。

问题是：飞控根本没意识到电机“卡”了，还在正常发PWM信号，电调也没做限流保护，就这么“一路硬刚”，最后把自己烧了。

那时候我们才意识到：传统的开环控制、电调靠PWM调速的方式，真的太“傻”了。

FOC算法上场，从“傻转”到“精转”
这次事故后，我们立刻决定切换电机控制方案：从传统PWM驱动，升级为FOC（矢量控制）。

简单说，FOC就像是给电调装了“大脑”，它不再是“给多少PWM就转多少”，而是实时测量电流、电压和转子角度，然后用数学方法精确控制电机磁场方向。

我们做了几件关键的事：

✅ 1. 引入FOC核心算法：Clarke + Park变换
FOC的核心是把三相电流转换成“直轴”和“交轴”两个方向的分量（这就是Clarke和Park变换），然后分别控制它们，让电机的磁场始终“对准”转子，转得又快又稳。

传统PWM是“你转吧”，FOC是“我帮你转得更准”。

✅ 2. 加入电流环 + 速度环双闭环控制
我们在电调里加入了PID电流环控制器：

内环控制的是每条线的电流，确保不会“暴冲”
外环控制的是转速，实现精度跟随
一旦电机被堵，比如异物卡住、轴承损坏、电机线断了，电流环会立刻检测到“电流异常升高”，然后立刻限流甚至断电，避免烧毁。

✅ 3. 电调增加过流保护 + 故障上传
我们还让电调具备“自我保护”能力：

一旦电流超过设定阈值（比如35A），自动关断输出
同时通过串口或CAN总线汇报给飞控：“我这边出问题了！”
飞控接到通知后，可以启动“降载程序”，比如减速、返航、切换冗余动力等，避免事故扩大。

后来我们怎么验证效果？
我们做了一个极端测试，把一台电机的轴故意卡住，然后用新电调和FOC算法驱动。

结果电调在电流刚刚超过30A的时候就立刻限流，电机几乎没有发热，飞控也收到“堵转告警”，整个系统没有任何损坏。

而且FOC控制下的电机响应也更快，转速更稳，尤其在起飞和急停时，动态表现比以前好太多。

总结：以前是“你让它转它就转”，现在是“它知道自己该怎么转”
这次事故让我们明白了一件事：

电机不是只靠“转得动”，还得“转得准”。

以前我们的电调就像个“傻大个”，你给它信号，它就猛灌电流，不管电机会不会烧；现在我们让它有了“感知”和“控制”，知道该怎么保护自己，也知道什么时候提醒飞控“我不行了”。