Kaip apskaičiuoti „Drone Motor“ traukos žingsnį po žingsnio vadovą

 

Ankstesniuose straipsniuose mes ne kartą minėjome, kad variklis yra pagrindinė drono galios sistema, kuri nustato, ar dronas gali skristi, ar jis yra stabilus ore, ar jis gali nešti svorį, ir kiek laiko jis gali skristi ., kurį jau žinote jau žinoteKoks yra be šepetėlių nuolatinės srovės variklis (BLDC), Kaip veikia „Drone Motors", irKaip pasirinkti įvairius dronų variklių tipus ...

 

Dabar laikas atidžiau pažvelgti į kitą pagrindinį parametrą: trauka .

 

Trauka nustato, ar dronas gali pakilti ir užrišti

 

Nepakanka traukos → negali skristi; Per daug traukos → švaistoma energija ir sutrumpina ištvermę .

Tik naudojant tinkamą trauką variklis, sraigtas, elektrinis greičio valdiklis ir akumuliatorius gali sudaryti stabilią ir efektyvią sistemą .

 

Kitame skyriuje mes išmokysime pagrindines traukos vertinimo idėjas žingsnis po žingsnio, pradedant nuo traukos, motorinės galios skaičiavimo, traukos ir svorio santykio rekomendacijų apibrėžimo iki ESC atitikimo metodų .

 

In physics, thrust is the force that pushes an object forward or upward, and its unit is usually Newton (N) or gram (g)/kilogram (kg). In the drone industry, we more often use "grams" or "kilograms" to measure the thrust of the motor, which directly reflects how much weight it can "lift".

 

1. Pagrindinis traukos apibrėžimas

Trauka=Variklio + sraigto aukštyn jėga tam tikra įvesties galia

 

Pavyzdžiui:

Jei variklis sukuria 1000 g traukos, tai reiškia, kad jis gali „pakelti" mažesnį nei 1 kg svorį statinėmis sąlygomis .

 

Kiekvieno keturkampio variklio trauka yra 1000 g, o bendra trauka yra 4000 g (4 kg), kuri teoriškai gali palaikyti maksimalų 2 kg kilimo svorį (traukos ir svorio santykis 2: 1) .

Ši vertė yra tiesiogiai susijusi su orlaivio „kilimo galimybe" ir „apkrovos talpa" .

 

2. statinė trauka vs dinaminė trauka

Praktiniuose pritaikymuose mes dažnai išskiriame statinę ir dinaminę trauką:

tipas	Apibrėžimas	Bandymo metodas
Statinė trauka	Variklio + sraigto sukuriama trauka nejudančiame ore	Padėtas ant traukos bandymo platformos
Dinaminė trauka	Trauka, kurią variklis + sraigtas gali suteikti skrydžio/judesio metu	Vėjo tunelis arba iš oro matavimas (sudėtingesnis)

Variklio traukos vertė, apie kurią dažnai kalbame

 

3. traukos ir svorio santykis: pagrindinis variklio pasirinkimo rodiklis

Traukos ir svorio santykis=bendras traukos ėmimo svoris, yra svarbus rodiklis, rodantis skrydžio našumą:

Skrydžio naudojimas	Rekomenduojamas traukos ir svorio santykis	iliustruoti
Oro fotografija/Drono žemėlapis	2:01	Įsitikinkite, kad užrištas ir įkeltas stabilumas
Pramonės žvalgybos/aukštumų operacijos	2.5:1 ~ 3:1	Pagerinkite atleidimą iš darbo su oro slėgio/aplinkos pokyčiais
Lenktynių FPV dronas	4:1 ~ 6:1	Greitai pagreitėjimui ir intensyviems manevrams reikalingas didelis traukos ir svorio santykis

Pvz., Jei fotografijos dronas, kurio kilimo svoris yra 1500 g, iš oro, rekomenduojama bendra trauka yra apie 3000 g, tai reiškia

 

Norėdami suprasti variklio traukos generavimo mechanizmą, turite suprasti pagrindinius fizinius ryšius:

Variklio galia (W)=įtampa (v) × srovė (a)

 

Traukos generavimas iš esmės yra tas, kad po to, kai variklis sunaudoja tam tikrą elektros energijos kiekį, jis pagreitina orą žemyn per sraigtą, taip sukuriant aukštyn reakcijos jėgą ., tuo didesnė trauka, tuo didesnė jėgos sąnaudos, tuo didesnė energijos sąnaudos, didesnė srovė ir greitesnė temperatūros kilimas .}..

 

1. įtampos, srovės ir galios įtaka traukai

parametras	Poveikio pareiškimas
Įtampa (V)	Kuo didesnė įtampa, tuo didesnė galia, kai srovė yra ta pati→ Labiau tinka didelėms traukos platformoms
Dabartinis (a)	Nurodo dabartinį variklio apkrovos intensyvumą ., tuo didesnė apkrova, tuo daugiau galios jis sunaudoja
Galia (W)	Kuo didesnė galia, tuo didesnė teorijos trauka, tačiau būkite atsargūs, nesvarbu, ar ji viršija variklio ribas ir ESC .

 

Traukos patobulinimo negalima pasiekti paprasčiausiai padidinus vieną parametrą ., pavyzdžiui, tiesiog padidinus įtampą ar srovę, gali atsirasti perkaitimas, pabėgimo deginimas, akumuliatoriaus įtampos kritimas ar net skrydžio valdymo praradimas .

 

2. Ryšys tarp kv vertės ir traukos: nepainiokite „didelio greičio"

KV reikšmė (RPM/V) rodo greitį, kurį variklis gali pasiekti, kai variklis yra be apkrovos, o įvesties įtampa yra 1 V ., pavyzdžiui, 1 000 kV variklis, teorinis greitis yra 10 000 aps/min, esant 10 V įtampai .}.

 

Didelė KV vertė: didelis greitis, bet mažas sukimo momentas, tinkamas mažiems sraigtams, šviesos apkrovoms ir lenktynių scenarijams;

 

Maža KV vertė: mažas greitis, bet didelis sukimo momentas, tinkamas dideliems sraigtams, didelėms traukos ir apkrovos laikančioms platformoms .

Klaidinga nuomonė: Aukštesnis kv nebūtinai reiškia didesnę trauką . Tikroji trauka priklauso nuo galios ir efektyvumo, kurį variklis gali nuolat išvesti po tam tikra apkrova (sraigtas) .

 

3. pavyzdys Analizės pavyzdys: Skirtingų KVS traukos skirtumai toje pačioje platformoje

Paimkite du VSD variklius kaip pavyzdį:

modelis	KV vertė	Įtampos diapazonas	Maksimali galia	Maksimali trauka	paraiška
2306	2400KV	6S	901W	1683g	FPV lenktynių mašina
3115	900 kV	6S~8S	1617W	4185g	Daugialypė rotoriaus fotografija

 

Turint tą pačią 6S įtampą, nors 2306 turi didelį greitį, jo trauka yra akivaizdžiai mažesnė nei 3115., tai yra geriausias paaiškinimas, kad KV reikšmė nėra proporcinga traukai .

 

Variklio traukos apskaičiavimas nėra toks „metafizinis", kaip daugelis žmonių mano, kad . net jei neturite modernios bandymo įrangos, jei tik įvaldysite pagrindinius logikus, pamatinius duomenis ir pagrįstus įvertinimus, galite priimti preliminarų sprendimą, ar variklis tinka jūsų drono projektui .}..

 

Mes mokome jus trimis lygiais:

1. traukos ir svorio santykio įvertinimo metodas (taikomas daugumai taikymo scenarijų)

Tai yra labiausiai paplitęs ir praktinis atrankos pagrindas:

Rekomenduojama bendra trauka=kilimo svoris × Rekomenduojamas traukos ir svorio santykis

Skrydžio tipas	Rekomenduojamas traukos ir svorio santykis
Oro fotografija/žemėlapis	2:01
Kroviniai/pramoninis tyrimas	2.5–3:1
Lenktynės	4–6:1

 

pavyzdys:

Jūs ketinate surinkti keturkojį droną, skirtą fotografuoti iš oro {., jo kilimo svoris, kai visiškai pakraunamas, yra 2 . 2 kg.

Rekomenduojamas traukos ir svorio santykis yra 2: 1, taigi jums reikia bendro traukos, didesnės arba lygi 4 . 4 kg (4400 g).

Tada minimali kiekvieno variklio trauka turėtų būti: 1100 g .

 

2. lentelės palyginimo metodas (taikoma, kai yra gamintojo bandymo duomenys)

Jei pasirinksite variklį su išsamiais bandymo duomenimis, tokiais kaip VSD serija, galite tiesiogiai remtis jo maksimaliais statiniais traukos parametrais ir palyginti juos su jūsų poreikiais .

Variklio modelis	Rekomenduojama įtampa	Maksimali trauka	Rekomenduojama maksimali apkrova (traukos ir svorio santykis 2: 1)
3115	6S–8S	4185g	Mažiau arba lygus2,1 kg
2808	6S	2910g	Mažiau arba lygus1,45 kg
2306	6S	1683g	Mažiau arba lygus0,8 kg

 

Tokiu būdu galite greitai išfiltruoti variklių diapazoną, kuris atitinka visos mašinos apkrovos reikalavimus .

 

3. rankinio skaičiavimo metodas (išsamiam įvertinimui arba „pasidaryk pats" vartotojams)

Jei esate labai jautrus parametrams arba neturite paruoštų traukos duomenų, taip pat galite juos įvertinti remdamiesi šiais santykiais:

(1) Galios metodo įvertinimas:

Teorinė trauka ≈ C × √ (galia × sraigto skersmuo)

Kur C yra empirinis koeficientas, paprastai svyruojantis nuo maždaug 6 iki 9., kuo didesnis sraigtas, tuo didesnis efektyvumas .

 

Pavyzdys: jūs įvertinate, kad maksimali variklio galia yra 1600W su 13- colio sraigtu .

Numatoma trauka yra ≈ 7 × √ (1600 × 13) ≈ 7 × √20800 ≈ 7 × 144 ≈ 1008G

 

Šis metodas yra tinkamas apytiksliai įvertinti, o faktinė trauka vis tiek turi būti pagrįsta faktiniais matavimais .

 

Nustatę reikiamą traukos ir variklio modelį, kitas žingsnis yra apsvarstyti atraminės sistemos, ypač ESC ir akumuliatoriaus ., atitikimą, jei ESC srovė yra nepakankama, o akumuliatoriaus išėjimas nestabilus, sistema neveiks stabiliai, net jei traukos pakanka .

 

Čia yra trys pagrindiniai atitikimo principai:

1. ESC srovė turi būti didesnė už maksimalią variklio srovę

ESC srovės reitingas turėtų viršyti maksimalią variklio ištisinę srovę nuo 1,2 iki 1,5

 

Praktiniai patarimai: Pasirinkite ESC, kuris yra 20-50% didesnis už maksimalią variklio srovę

 

pavyzdys:

VSD 3115 variklis, didžiausia srovė yra apie 50a

→ Rekomenduojama ESC srovė, didesnė arba lygi 60a

 

VSD 2306 variklis, didžiausia srovė yra apie 35a

→ Rekomenduojama ESC srovė didesnė arba lygi 45a

 

Pastaba: Nors per didelis pasirinkimas yra saugus, jis taip pat gali padidinti svorį ir energijos suvartojimą, todėl efektyvumo atliekos .

 

2. Akumuliatoriaus įtampa turėtų atitikti variklio KV vertę ir naudojimo aplinką

KV reikšmė nustato, kiek S akumuliatorių turėtumėte naudoti (1s=3.7 v) . pasirinkę neteisingą akumuliatoriaus įtampą, nepakanka traukos arba perkrovos ir perdegimo .

KV diapazonas	Rekomenduojamas akumuliatoriaus numeris	Paraiškos pasiūlymai
800–1000KV	6S ~ 8S	Vidutinio ir didelio masto fotografija/apžiūra
1300–1500 kV	4S ~ 6S	Daugialypė rotoriaus platforma
1800 kV ir daugiau	4S ~ 6S	FPV lenktynės, lengvas orlaivis

 

pavyzdys:

VSD 4720 variklis, 420 kV → 6S ~ 8S

VSD 2808 variklis, 1500 kV → 6S rekomenduojama

VSD 2306 variklis, 2400 kV → 4S arba 6S (atsižvelgiant į užduoties reikalavimus)

 

3. sraigto dydis daro įtaką traukos efektyvumui ir sistemos apkrovai

Kuo didesnis sraigto dydis, tuo didesnis sukimo momentas ir trauka, tačiau kuo didesnė našta ESC ir varikliui ., rekomenduojama pasirinkti pagrįstą sraigto tipo derinį, pagrįstą gamintojo . pateiktais bandymo duomenimis

 

Derinant su VSD variklio dėklais, greitai užpildykite traukos ir atraminės sistemos pasirinkimą

Ankstesniuose skyriuose paaiškinome traukos, skaičiavimo metodo, įtampos srovės ir kaip pasirinkti ESC ir akumuliatorių . apibrėžimą. Dabar naudosime tikruos

 

Toliau pateikiami keli tipiški atitikimo pasirinkimo pasiūlymų modeliai, tinkami skirtingiems skrydžio scenarijams nuo lengvųjų visureigių dronų iki didelių daugialypių rotorių:

Variklio modelis	KV vertė	Įtampos rekomendacijos	Maksimali trauka	Rekomenduojami sraigto ašmenys	Rekomenduojama ESC srovė	Taikomi scenarijai
2306 Drono variklis	1800–2400KV	4S~6S	1683g	5×4.3×3 trijų ašmenų sraigtas	Didesnis arba lygus40A	FPV lenktynės/ dronas
2808 drono variklis	1300–1950KV	6S	2910g	7-9 colių sraigtas	Didesnis arba lygus45A	Vidutinės lenktynių/ mažų krovinių multirotor
2207 Drono variklis	1960KV	6S	1702g	5 colių sraigtas	Didesnis arba lygus40A	Lenktynių dronas
3115 drono variklis	900–1520KV	6S~8S	4185g	13×6.5 Propeleris	Didesnis arba lygus60A	Aerijos fotografija/žvalgybos dronai
2812 drono variklis	900 kV	6S	2710g	10-12 colių sraigtas	Didesnis arba lygus50A	Vidutinės apkrovos fotografija/pramoninė skrydžio platforma
2807 Drono variklis	1350–1750KV	4S~6S	2728g	6-8 colių sraigtas	Didesnis arba lygus50A	Didelio manevringumo daugialypė / lanksti platforma
4720 drono variklis	420 kV	6S~8S	7232g	15×7×3 arba 13×9×3	Didesnis arba lygus80~100A	Vidutinė ir didelė oro apklausa/komercinė platforma
5315 drono variklis	380KV	6S~12S	9034g	18×5.5 Propeleris	Didesnis arba lygus100A	Pramoninio lygio naudingo krovinio drono/pristatymo platforma

 

PASTABA: ESC srovės vertė lentelėje rekomenduojama būti didesnė arba lygi maksimalios variklio srovei × 1 . 2 ~ 1.5. Propellerio dydis rekomenduojamas atsižvelgiant į bandymo efektyvumą .. Faktinis pasirinkimas turėtų būti pritaikytas atsižvelgiant į apkrovos, skrydžio laiko ir kūno struktūrą.

 

Pasirinkimo patarimų priminimas:

 

Jei nerimaujate dėl akumuliatoriaus veikimo laiko, turėtumėte pirmenybę teikti žemam KV + dideliam sraigto deriniui;

 

Jei ieškote sprogstamosios galios ar lenktynių reakcijos, pasirinkimas aukšto KV + mažas sraigtas bus judresnis;

 

Norint išvengti dabartinių kliūčių, turinčių įtakos traukos našumui {.

 

ESC turi turėti pakankamai srovės, kad ji nesudegtų dėl ilgalaikės sunkios apkrovos .

 

VSD metu mes pateikėme išsamius kiekvieno modelio bandymo duomenis ir palaikančias rekomendacijas

 

Norėdami gauti išsamias duomenų lapas, traukos našumo kreivės ar pasirinktinės galios sistemos rekomendacijos, nedvejodami susisiekite