Išsamus dronų variklių vadovas: tipai, gyvenimo trukmė, pasirinkimas ir DUK

 

Tai yra pirmas klausimas, kurį daugelis pradedančiųjų susiduria, kai liečiasi su dronais: „Ar drono variklis naudoja kintamąjį ar DC?" Iš pirmo žvilgsnio tai skamba kaip pagrindinis elektrinis klausimas, tačiau jis apima variklio struktūros, maitinimo šaltinio tipo ir valdymo būdo derinį.

 

Greitas atsakymas: dauguma dronų naudoja nuolatinės srovės variklius

Tiksliau, dauguma dronų naudoja be šepetėlių DC variklius (trumpai trumpai). Jie maitinami ličio baterijomis, kurios išveda nuolatinę įtampą.ir elektroninis greičio valdiklis (ESC) kontroliuoja tvarką, kuria įjungta trijų fazių variklio ritės, kad būtų galima paskatinti variklio sukimąsi.

 

Veikdama ESC paverčia DC į trijų fazių į AC tipo signalus tipiškai sinusą arba kvadratines bangas, kad variklis varo variklį, tai nereiškia, kad variklis iš esmės yra kintamosios srovės sistema. Pagrindinė jo maitinimo šaltinis ir valdymo sistema vis dar pagrįsta DC logika.

 

Kodėl ne įprastas kintamosios srovės variklis?

Dronai veikia ant baterijų, todėl nėra kintamos srovės tiekimo.

 

Kintamosios srovės varikliai yra didesni, sunkiau kontroliuojami ir netinkami lengviems dronams;

 

„DC Motors" reaguoja greičiau, todėl lengviau greitai sureguliuoti greitį ir valdyti skrydžio požiūrį.

 

Todėl nuo energijos pritaikymo iki kontrolės atsako, „DC Motors" yra geriausias pasirinkimas UAV maitinimo sistemoms.

 

Dronų sistemose,Variklius galima suskirstyti į dvi kategorijas: šepečius DC variklius ir be šepetėlių DC variklius (BLDC) . Nepaisant panašių pavadinimų, abu labai skiriasi struktūra, našumas ir taikymas.

 

Šepečio variklis: paprasta struktūra, tačiau palaipsniui pašalinta

Šepečiai varikliai naudoja anglies šepetėlius ir komutatorius, kad perjungtų srovės kryptį. Jie turi paprastus kontrolės metodus ir mažas išlaidas. Jie daugiausia naudojami kai kuriuose pigių, mažai krovinių dronų ar žaislų modeliuose. Pagrindinis pranašumas yra paprasta kišenės ir žaidimo operacija. Tačiau jie kenčia nuo greito susidėvėjimo, mažesnio efektyvumo ir riboto tarnavimo laiko. Tipiška gyvenimo trukmė svyruoja nuo 1, 000 iki 3, 000 valandų arba maždaug 1 metų tarnavimo laikas.

 

Variklis be šepetėlių: efektyvesnis ir pagrindinis pasirinkimas

Variklis be šepetėlių pašalina mechaninę komutacijos struktūrą ir yra valdomas elektroninio greičio valdiklio (ESC), taigi jis turi šiuos pranašumus:

Jokio mechaninio nusidėvėjimo, ilgesnis tarnavimo laikas;

 

Greitesnis greičio atsakas ir tikslesnė skrydžio valdymas;

 

Didelis efektyvumas, mažiau šilumos ir geresnis akumuliatoriaus veikimas;

 

Mažas triukšmas, todėl jie yra idealūs tokioms programoms kaip fotografija iš oro.

 

Šiais laikais, pradedant vartotojų dronais ir baigiant pramoninėmis platformomis, varikliai be šepetėlių tapo absoliučiomis pagrindinėmis dalimis, ypač tinkamais scenarijams, kuriuose yra daug apkrovų, dažni skrydžiai ir dideli stabilumo reikalavimai.

 

Variklio tarnavimo laikas yra tiesiogiai susijęs su ilgalaikiu drono stabilumo ir priežiūros sąnaudomis. Ypač komerciniuose ar aukšto dažnio skrydžio scenarijuose variklio patvarumas yra vienas iš pagrindinių taškų, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį renkantis modelį.

 

Šepečio variklis: trumpas gyvenimas, tinkamas naudoti vienkartiniam ar šviesai

Dėl nuolatinės trinties tarp anglies šepetėlių ir komutatoriaus, šepečio variklis palaipsniui nusidėvės veikimo metu, todėl sumažės efektyvumas, padidėja šilumos susidarymas ir galiausiai veikimo skaidymas. Paprastai tariant:

Aptarnavimo laikas yra apie 1000 ~ 3000 valandų;

 

Jei skrendate dažnai, paprastai reikia jį pakeisti maždaug per metus;

 

Tinka pigių dronų ar retai naudojama mokymo/pramogų įranga.

 

Maitinamasis variklis: ilgesnis gyvenimas ir stabilesnis

Variklis be šepetėlių pašalina fizinės trinties struktūrą, o jo susidėvėjimas daugiausia koncentruojamas guolio dalyje, taigi bendras gyvenimas yra ilgesnis.Jei naudojama tinkamai ir atliekama pagrindinė priežiūra (pvz., Hidroizoliacija, dulkių izoliacija ir reguliarus valymas):

Aptarnavimo laikas gali pasiekti daugiau nei 5, 000 valandas, net žymiai viršijant akumuliatoriaus ir stovo aptarnavimo tarnavimo laiką;

 

Tai taip pat gali išlaikyti gerą efektyvumą ir reakciją atliekant ilgalaikį operaciją;

 

Tai ypač tinka UAV platformoms, kurioms reikalingas didelis patikimumas, pavyzdžiui, fotografija iš oro, žemės ūkis ir tikrinimas.

 

Žinoma, nesvarbu, kokį variklį, jo gyvenimą taip pat veikia šie veiksniai:

Didesnė apkrova ir dažni skrydžiai pagreitina variklio nusidėvėjimą.

 

Prastas šilumos išsisklaidymas: nuolatinė aukšta temperatūra pagreitina guolių susidėvėjimą;

 

Apsaugos lygis: ar variklis turi vandeniui atsparią ir dulkėms atsparią struktūrą, susijusią su jo atsparumu aplinkai.

 

Šis klausimas gali atrodyti paprastas, tačiau jis iš tikrųjų yra glaudžiai susijęs su drono struktūra. Varikliukų skaičius lemia viso drono skrydžio stabilumą, apkrovos talpą ir valdymo sudėtingumą.

 

Daugialypės rotoriaus dronai: „Quadcopters" yra pagrindinė dalis

Dažniausiai pasitaikantys vartotojų ir komerciniai dronai yra beveik visi daugialypės rotoriaus dizainai, kurie yra suskirstyti į šias kategorijas pagal variklių skaičių:

Modelio pavadinimas	Variklių skaičius	Funkcijos ir programos
Keturkojis	4	Dažniausias, tinkamas fotografijai iš oro, kirsti ir kasdienį skrydį
Heksakopteris	6	Pagerinta apkrovos pajėgumas ir atleidimas nuo pramoninio/žemės ūkio naudojimo
Aštuonkopas	8	Didelė apkrovos talpa, patobulinta gedimų tolerancija, naudojama profesionaliai fotografuoti ir apžiūrėti
Tri-rotor / dvigubas rotas	2~3	Dažniausiai matoma fiksuoto sparno ar hibridiniuose dronuose

 

Paprastai tariant, kiekvienam rotoriui reikalingas variklis. Kuo daugiau rotorių yra, tuo sudėtingesnė bus valdymo sistema, tačiau taip pat bus pagerinta skrydžio stabilumas ir nešiojimo pajėgumas.

 

Fiksuotų sparnų dronai: 1 ~ 2 varikliai

Skirtingai nuo kelių rotorių dronų, fiksuotų sparnų dronai paprastai naudoja tik vieną pagrindinį varomąjį variklį (kartais su uodegos/vertikalia kilimo ir nusileidimo varikliu), kuris tinka tolimojo skrydžio ir ilgesnės ištvermės, tačiau turi didesnius kilimo ir nusileidimo vietos reikalavimus.

 

Beveik visi, kurie naudojosi dronu, turėjo šią patirtį: Kai tik variklis užveda, visas orlaivis iškart skleidžia aukšto dažnio „šurmulio" garsą, ypač kilimo ir pagreičio metu. Taigi kodėl drono variklis yra toks garsus? Problemos raktas nėra pats variklis.

 

Tikrasis „triukšmo šaltinis" yra sraigtas

Pagrindinis dronų triukšmo šaltinis yra oro turbulencija ir aerodinaminis tempimas, kurį sukelia greito greičio sukimosi greičio sukimo sraigtai, o ne elektromagnetinis ar mechaninis variklio triukšmas. Tiksliau:

Kuo didesnis greitis, tuo žiauresnis oro sutrikimas ir garsiau triukšmas;

 

Kuo didesnis sraigtas ir stovas žingsnis, tuo labiau pastebimas vėjo šlyties garsas;

 

Skraidydamas dideliu greičiu arba esant didelei apkrovai, variklis turi dideliu greičiu išjungti sukimo momentą, todėl triukšmas didėja toliau.

 

Pati variklio struktūra taip pat veikia triukšmą, tačiau ji yra mažesnė

Varikliai be šepetėlių paprastai yra tylesni nei šepetys varikliai, nes neturi anglies šepetėlio trinties;

 

Valdymo metodas taip pat yra aktualus. Pavyzdžiui, kvadratinių bangų valdymas paprastai sukelia daugiau aukšto dažnio triukšmo nei „Sine Bange Foc".

 

Tačiau apskritai pats variklis sudaro tik nedidelę triukšmo šaltinio dalį.

 

Triukšmo mažinimo pasiūlymai

Pasirinkite tylesnį sraigto dizainą (pvz.

 

Stenkitės išvengti ilgalaikių pilno krovinių skrydžių;

 

Naudojant aukštos kokybės variklius ir sinusinės bangos ESC, galite dar labiau sumažinti sistemos triukšmą.

 

Tinkamo variklio pasirinkimas yra būtina sąlyga norint užtikrinti stabilų, saugų ir efektyvų drono skrydį. Ypač savaime surinktose ar pritaikytose skrydžio platformose variklių pasirinkimas turi būti derinamas su keliais parametrais, o ne tik „žiūrint į galią".

 

1. Bendras svoris yra svarbus

Variklio traukos turi pakakti, kad būtų galima įveikti visos mašinos svorį, įskaitant šiuos dalykus:

Orlaivio lentynos

 

Akumuliatorius

 

Valdikliai, GPS, jutikliai ir kitos elektroninės sistemos

 

Naudingas krovinys (pvz., Kamera, purškimo sistema)

 

Dažniausiai rekomenduojamas traukos ir svorio santykis yra 2: 1–3: 1, tai yra:

 

2 kg dronui kiekvienas variklis turėtų idealiu atveju tiekti 1–1,5 kg traukos.

 

Keturiajame kopijoje kiekvienas variklis turi suteikti bent 500 g stabilios traukos.

 

2. Rėmelio dydis lemia sraigto ir variklio derinį

Variklis neveikia atskirai-jis turi būti suporuotas su tinkamu sraigto dydžiu. Strolinikų dydį riboja drono rėmo ratų bazė ir rankos ilgis.

Dideli sraigtai (pavyzdžiui, didesni nei 12 colių) yra tinkami mažai KV varikliams, kurie yra tinkami fotografuoti oro ir apkrovos užduotis;

 

Maži sraigtai (pvz., 5- coliai ir 6- coliai) yra tinkami aukšto kV varikliams ir yra tinkami lenktynėms ar greitam manevrams.

 

Kuo didesnė rėmo struktūra, tuo didesnis variklio dydis ir tuo didesnė šilumos išsklaidymo galia, kurią galima naudoti, tačiau atitinkamai padidės ir visos mašinos svoris.

 

3. Kiti parametrai: įtampos, srovės ir ESC suderinamumas

Variklio įvertinta įtampa turi atitikti akumuliatorių (pavyzdžiui, 6S bateriją galima pritaikyti prie variklio, palaikančio 22,2 V įtampą).

 

Maksimali srovė daro įtaką ESC pasirinkimui, ir A 20-30% marža turi būti rezervuota;

 

Jei naudojama su aukštos kokybės ESC (pvz., „Foc ESCS"), rekomenduojama pasirinkti nuo mažo ir vidutinio KV variklių, turinčių greitą atsaką ir stabilų sukimo momentą.

 

Pirkdami ar lyginant dronų variklius, dažnai minima parametras „kv reikšmė". Daugelis žmonių mano, kad kuo aukštesnis KV, tuo stipresnis variklis ir tuo greičiau jis skris, tačiau taip nėra.

 

Kas yra KV vertė?

KV reikšmė reiškia greitį, kurį variklis gali generuoti be apkrovos sąlygomis kiekvienoje 1 V įtampoje (esant apsisukimų/v). Pvz., 1 000 kV variklis turi 10 000 aps / min, esant 10 V įtampai, teorinis be apkrovos greitis.

 

Tai atspindi variklio greičio charakteristikas, o ne bendrą kokybę.

 

Aukštesnė kv reikšmė ≠ Geresnis variklis

Aukštas KV variklis: greitas greitis, bet mažas sukimo momentas, tinkamas šviesos apkrovai, trumpalaikiam greitaeigiui skrydžiui (pvz., Lenktynių dronams);

 

Žemas „KV" variklis: lėtas greitis, bet didelis sukimo momentas, labiau tinkamas pritaikymui su didelėmis apkrovomis ir didelius stabilaus skrydžio reikalavimus (pvz., Aerijos fotografiją ir žemės ūkio dronus);

 

Be to, KV reikšmė taip pat turi įtakos sraigtų tipui, kurį galite naudoti:

Aukšto kV varikliai paprastai yra suporuoti su trumpais sraigtais;

 

Mažos KV varikliai yra tinkami dideliems sraigtams, o tai padeda pagerinti trauką ir efektyvumą.

 

Kaip nustatyti tinkamą KV diapazoną?

Tai priklauso nuo kelių veiksnių:

Akumuliatoriaus įtampa: kuo didesnė įtampa, tuo didesnis tikrasis greitis ir KV vertė turėtų būti tinkamai sumažinta;

 

Ašmenų dydis: dideli peiliukai su žemu kV, mažos peiliukai su aukštu kV;

 

Skrydžio misija: Jei jums reikia manevringumo, pasirinkite aukštą KV; Jei jums reikia stabilumo ir ištvermės, pasirinkite žemą KV.

 

Susidūrę su daugybe įvairių variklių rinkoje, daugelis žmonių turi šį klausimą: kurį turėčiau pasirinkti? Ar yra visuotinai „geriausias" variklis? Tiesą sakant, dronų srityje nėra absoliučiai „geriausio" variklio, tik tas, kuris geriausiai atitinka jūsų skrydžio poreikius, konstrukcines sąlygas ir biudžetą.

 

Pirmasis variklio pasirinkimo pagrindas: mašinos svoris

Sunkesniems dronams reikia galingesnių variklių, kad jie sklandžiai pakiltų ir išlaikytų stabilų skrydį. Tai apima ne tik paties rėmo svorį, bet ir akumuliatoriaus, skrydžio valdymo sistemos, sraigtų ir naudingumo (pvz., Kameros, purkštuvai) ir kt. Svoris ir kt.

 

Nustačius bendrą svorį, gali būti išskaičiuota visa variklio reikalaujama trauka, o tada traukos diapazoną, kurį turėtų turėti kiekvienas variklis, galima apskaičiuoti pagal ašių skaičių.

 

Pavyzdžiui:

Keturių kopų drono, kurio bendras svoris yra 4 kg, rekomenduojama, kad kiekvieno variklio trauka būtų bent 1,5 kg ~ 2 kg, paliekant šiek tiek atleidimo stabiliam skrydžiui užtikrinti.

 

Antrasis pagrindas: stelažo dydis

Drono rėmo dydis nustato sraigtų, kuriuos galite naudoti, ilgį, o tai savo ruožtu tiesiogiai veikia variklio pasirinkimą:

Didesni rėmai gali būti suporuoti su dideliais sraigtais + mažo KV varikliais, siekiant pagerinti efektyvumą ir stabilumą;

 

Mažesnis rėmelis riboja ašmenų ilgį ir turi būti suderintas su aukšto KV varikliu, kad padidėtų greitis, kad kompensuotų trauką.

 

Kitaip tariant, variklis, sraigtai ir rėmai yra susieti ir negali būti laikomi atskirai.

 

Trečiasis pagrindas: skrydžio misija

Skirtingi misijos scenarijai turi skirtingus variklių veiklos reikalavimus:

Atliekant tokias užduotis kaip fotografija iš oro ir tikrinimas, svarbesni yra variklio stabilumas, žemas triukšmas ir ištvermės efektyvumas;

 

Lenktynėms, skraidantiems dronams ir kitoms scenoms reikalingas variklio pagreitis, reakcijos greitis ir sprogstamoji galia;

 

Platformoms, tokioms kaip žemės ūkis ir logistika, reikia variklių, turinčių mažą KV, didelį sukimo momentą ir didelę apkrovą.

 

Jei ieškote aukštos kokybės, stabilių ir patikimų variklinių sprendimų įvairių rūšių dronams, VSD pateikia kelis išorinių išorinių rotoriaus variklių be šepetėlių modelius, apimančius platų taikymo poreikį-nuo lengvųjų visureigių dronų iki sunkios apkrovos iš oro ir žemės ūkio platformų.

 

VSD karštai parduodami variklių modeliai iš pirmo žvilgsnio:

modelis	KV vertės diapazonas	Rekomenduojama naudoti	Maksimali trauka
5315 drono variklis	380kV	Pramoninio lygio oro fotografija/daugialypė rotoriaus logistikos platforma	9034g
4720 drono variklis	420 kV	Žemės ūkio dronai/tikrinimo dronai	7232g
3115 drono variklis	900–1520KV	Vidutinio dydžio tyrimų, iš oro fotografijos ir krovinio skrydžio platforma	4185g
2808 drono variklis	1300–1950KV	Vidutinės apkrovos iš oro fotografija ir treniruočių orlaivis	2910g
2812 drono variklis	900 kV	Ištvermės daugialypis, stabilios skrydžio platforma	2710g
2807 Drono variklis	1350–1750KV	Lanksčia kelių ašių platforma, aplinkos patikrinimas	2728g
2306 Drono variklis	1800–2400KV	Kryžiaus visureigių dronai, lenktynių dronai	1683g
2207 Drono variklis	1960KV	Lengvas FPV, pradinio lygio orlaivis	1702g

 

Kodėl verta rinktis VSD variklius?

Įvairios KV pritaikymo parinktys, kurios atitiktų skirtingas įtampos platformas (3S ~ 12S)

 

Užpildykite kiekvieno variklio bandymo duomenis ir našumo ataskaitą

 

Prieš palikdamas gamyklą, jam buvo atliktas statinis bandymas + traukos bandymas + aukštos temperatūros senėjimo patikrinimas

 

Gali pateikti ESC atitinkamus pasiūlymus, sraigto adaptaciją, OEM/ODM paslaugas

 

Reikia išsamių specifikacijų ar techninių patarimų? Nesivaržykite susisiekti su mumis dėl produktų vadovų, pavyzdžių ar techninių konsultacijų. Mes taip pat palaikome projekto bendradarbiavimą.