Ako vypočítať sprievodcu ťahom motora drónu

 

V našich predchádzajúcich článkoch sme opakovane spomenuli, že motor je základným systémom energie robotu, ktorý určuje, či dron môže lietať, aký stabilný je vo vzduchu, či môže mať váhu a ako dlho môže lietať .Aký je bez kefiek DC Motor (BLDC), Ako fungujú motory robotovaAko zvoliť rôzne typy dronových motorov ...

 

Teraz je čas sa bližšie pozrieť na ďalší kľúčový parameter: ťah .

 

Nástroj určuje, či sa dron môže vzlietnuť a vznášať sa, a tiež určuje, či môžete namontovať fotoaparáty, mapovacie moduly, načítať náklad a ďalšie misijné vybavenie .

 

Nedostatočný ťah → nemôže lietať; Príliš veľa ťahu → odpady energie a skracuje výdrž .

Iba s príslušným ťahom môže motor, vrtule, ovládač elektrickej rýchlosti a batéria tvoriť stabilný a efektívny systém .

 

V nasledujúcej časti vás naučíme základné myšlienky vyhodnotenia ťahu krok za krokom, z definície ťahu, výpočtu motorickej energie, odporúčaní pomeru ťahu k váhe, do metód porovnávania ESC .

 

Vo fyzike je ťahom sila, ktorá tlačí objekt vpred alebo nahor a jeho jednotka je zvyčajne Newton (N) alebo gram (g)/kilogram (kg) {{}} v priemysle robotov, častejšie používame „grams“ alebo „kilogramy“ na meranie zásahu motora, ktorý priamo odráža, koľko hmotnosti môže „zdvihnúť“ {{1} {1} {1}

 

1. Základná definícia ťahu

Ťah=Motor + vrtuľa smerom nahor pri určitom vstupnom výkone

 

Napríklad:

Ak motor produkuje 1 000 g ťahu, znamená to, že môže „zdvihnúť“ hmotnosť menej ako 1 kg za statických podmienok .

 

Drust každého motora kvadrokoptéry je 1 000 g a celkový ťah je 4000 g (4 kg), ktorý môže teoreticky podporovať maximálnu vzletovú hmotnosť 2 kg (pomer ťahu k hmotnosti 2: 1) .}}}}

Táto hodnota priamo súvisí s „vzletovou schopnosťou“ a „zaťažovacou kapacitou“ .

 

2. statický ťah vs dynamický ťah

V praktických aplikáciách často rozlišujeme medzi statickým ťahom a dynamickým ťahom:

typ	Definícia	Skúšobná metóda
Statický ťah	Ťah generovaný motorom + vrtuľou v stavom vzduchom	Umiestnené na testovacej platforme ťahu
Dynamický ťah	Ťah, ktorý môže motor Motor + + poskytnúť pri lete/pohybe	Veterný tunel alebo letecké meranie (zložitejšie)

Hodnota motora, o ktorej často hovoríme, sa zvyčajne týka „statického ťahu“, ktorý je tiež štandardnými údajmi testovanými a publikovanými výrobcami motorov .

 

3. pomer tlačidla k hmotnosti: Kľúčový indikátor pre výber motora

Pomer ťahu k hmotnosti=Celkový ťah ÷ vzlete hmotnosť, je dôležitým ukazovateľom vyhodnotenia výkonnosti letu:

Použitie	Odporúčaný pomer ťahu k hmotnosti	ilustrovať
Letecké fotografovanie/mapovanie	2:01	Zaistite stabilitu vznášania a zaťaženia
Operácie priemyselného prieskumu/vysočiny	2.5:1 ~ 3:1	Zlepšite redundanciu na zvládnutie zmien v tlaku/prostredí vzduchu
Pretekársky dron	4:1 ~ 6:1	Rýchle zrýchlenie a intenzívne manévre vyžadujú vysoký pomer ťahu k hmotnosti

Napríklad pre letecký fotografický robot s hmotnosťou vzletu 1500 g je odporúčaný celkový ťah asi 3000 g, čo znamená, že musíte zvoliť riešenie, kde každý motor môže poskytnúť najmenej 750 g statického ťahu .

 

Aby ste pochopili mechanizmus výroby motorového ťahu, musíte pochopiť základný fyzický vzťah:

Motor Power (W)=napätie (v) × prúd (a)

 

Generovanie ťahu je v podstate to, že po tom, čo motor spotrebuje určité množstvo elektrickej energie, zrýchľuje vzduch smerom nadol vrtuľou, čím generuje vzostupnú reakčnú silu {{}}, čím väčší je ťah, tým vyššia je spotreba energie, čím väčší prúd a rýchlejšie vzostup teploty .

 

1. Vplyv napätia, prúdu a výkonu na ťah

parameter	Vyhlásenie o vplyve
Napätie (V)	Čím vyššie je napätie, tým vyšší je výstup výkonu, keď je prúd rovnaký→ vhodnejšie pre veľké nárazové platformy
Aktuálny (a)	Označuje aktuálnu intenzitu zaťaženia motora ., čím väčšie je zaťaženie, čím viac energie spotrebúva a čím vyšší je zvýšenie teploty ., musí sa zladiť s dostatočným ESC .
Sila (w)	Čím väčšia je sila, tým väčší je teoretický ťah, ale buďte opatrní, či presahuje limity motora a ESC .

 

Vylepšenie ťahu nie je možné dosiahnuť jednoduchým zvýšením jedného parametra . Napríklad iba zvýšenie napätia alebo prúdu môže spôsobiť prehrievanie, spaľovanie ESC, pokles napätia batérie alebo dokonca strata riadenia letu .

 

2. Vzťah medzi hodnotou KV a ťahom: Nenechajte sa zamieňať „vysokou rýchlosťou“

Value KV (RPM/V) Označuje rýchlosť, ktorú môže motor dosiahnuť, keď je motor v podmienkach bez zaťaženia a vstupné napätie je 1V {. pre 1 000 motor je teoretická rýchlosť

 

Vysoká hodnota KV: vysoká rýchlosť, ale nízky krútiaci moment, vhodný pre malé vrtule, ľahké zaťaženie a závodné scenáre;

 

Nízka hodnota KV: nízka rýchlosť, ale vysoký krútiaci moment, vhodný pre veľké vrtule, veľké nárazové a zaťažovacie platformy .

Misconception: vyššia KV nemusí nevyhnutne znamenať väčší ťah . Skutočný ťah závisí od energie a účinnosti, ktorú môže motor nepretržite výstupovať pri určitom zaťažení (vrtule) .

 

3. Príklad analýzy: Tlačené rozdiely v rôznych KV na tej istej platforme

Ako príklad vezmite dva motory VSD:

model	Kv hodnota	Napätie	Maximálny výkon	Maximálny ťah	aplikácia
2306	2400 kV	6S	901W	1683g	Pretekársky stroj FPV
3115	900 kV	6S~8S	1617W	4185g	Letecká fotografia

 

S rovnakým napätím 6S, hoci má 2306 vysokú rýchlosť, jeho ťah je očividne nižší ako v prípade 3115. Toto je najlepšie vysvetlenie, že hodnota KV nie je úmerná ťahu .

 

Výpočet motorového ťahu nie je taký „metafyzický“, ako si mnohí ľudia myslia ., aj keď nemáte sofistikované testovacie zariadenia, pokiaľ ovládnete základné logiku, referenčné údaje a primerané odhady, môžete urobiť predbežný úsudok o tom, či je motor vhodný pre váš dron projekt .

 

Učíme vás na troch úrovniach:

1. metóda odhadu pomeru ťahu k hmotnosti (použiteľná pre väčšinu aplikačných scenárov)

Toto je najbežnejší a praktický základ pre výber:

Odporúčané celkový ťah=Vzdelateľná hmotnosť × Odporúčaný pomer ťahu k hmotnosti

Typ letu	Odporúčaný pomer ťahu k hmotnosti
Letecká fotografia/mapovanie	2:01
Náklad/priemyselné vyšetrovanie	2.5–3:1
Pretekať	4–6:1

 

Príklad:

Zostavujete štvorkolepého robota pre letecké fotografie ., jeho vzletová hmotnosť, keď je úplne načítaná, je 2 . 2 kg.

Odporúčaný pomer ťahu k hmotnosti je 2: 1, takže potrebujete celkový ťah väčší alebo rovný 4 . 4KG (4400G).

Potom by mal byť minimálny ťah každého motora: 1100G .

 

2. Metóda porovnávania tabuľky (použiteľné, keď existujú testovacie údaje výrobcu)

Ak si vyberiete motor s podrobnými testovacími údajmi, ako napríklad séria VSD, môžete priamo odvolať jeho maximálne statické parametre ťahu a porovnať ich s vašimi potrebami .

Motor	Odporúčané napätie	Maximálny ťah	Odporúčané maximálne zaťaženie (pomer ťahu k hmotnosti 2: 1)
3115	6S–8S	4185g	Menej alebo rovné2,1 kg
2808	6S	2910g	Menej alebo rovné1,45 kg
2306	6S	1683g	Menej alebo rovné0,8 kg

 

Týmto spôsobom môžete rýchlo odfiltrovať rozsah motorov, ktoré spĺňajú požiadavky na zaťaženie celého stroja .

 

3. Metóda manuálneho výpočtu (pre podrobný odhad alebo používateľov pre domácich majstrov)

Ak ste veľmi citliví na parametre alebo nemáte pripravené údaje, môžete ich tiež odhadnúť na základe nasledujúceho vzťahu:

(1) Odhad metódy výkonu:

Teoretický ťah ≈ C × √ (Priemer výkonu × vrtule)

Kde C je empirický koeficient, zvyčajne v rozsahu od asi 6 do 9., čím väčší je vrtuľ

 

Príklad: Odhadujete maximálny výkon motora na 1600 W s A 13- palcovými vrtuľou .

Odhadovaný ťah je ≈ 7 × √ (1600 × 13) ≈ 7 × √20800 ≈ 7 × 144 ≈ 1008g

 

Táto metóda je vhodná pre približný odhad a skutočný ťah musí byť založený na skutočných meraniach .

 

Po určení požadovaného modelu ťahu a motora je ďalším krokom zváženie porovnávania podporného systému, najmä ESC a batériu {. Ak je ESC prúd nedostatočný a výstup batérie je nestabilný, systém nebude fungovať stabilne, aj keď je ťah dostatočný .

 

Tu sú tri základné zásady zhody:

1. ESC prúd musí byť väčší ako maximálny prúd motora

Hodnotenie prúdu ESC by malo prekročiť maximálny kontinuálny prúd motora o 1,2 až 1,5

 

Praktická rada: Vyberte ESC, ktorý je 20-50% vyšší ako maximálny prúd motora

 

Príklad:

Motor VSD 3115, maximálny prúd je asi 50A

→ Odporúčaný prúd ESC väčší alebo rovný 60A

 

Motor VSD 2306, maximálny prúd je asi 35a

→ Odporúčaný prúd ESC väčší alebo rovný 45A

 

Poznámka: Aj keď je príliš veľký výber ESC, môže tiež zvýšiť hmotnosť a spotrebu energie, čo vedie k odpadu z účinnosti .

 

2. Napätie batérie by sa malo zhodovať s hodnotou motora KV a prostredím použitia

Hodnota KV určuje, koľko S batérie by ste mali použiť (1S=3.7 v) . Výber nesprávneho napätia batérie bude mať za následok nedostatočný ťah alebo preťaženie a vyhorenie .

KV	Odporúčané číslo batérie	Návrhy
800–1 000 kV	6S ~ 8S	Stredne a rozsiahle letecké fotografie/prieskumy
1300–1500 kv	4S ~ 6S	Platforma s viacerými rotormi
1800 kV a vyššie	4S ~ 6S	FPV Racing, ľahké lietadlá

 

Príklad:

Motor VSD 4720, 420 kv → 6s ~ 8s Odporúčané

Motor VSD 2808, 1500 kV → 6S Odporúčané

VSD 2306 Motor, 2400KV → 4S alebo 6S sa odporúča (v závislosti od požiadaviek na úlohu)

 

3. Veľkosť vrtule ovplyvňuje účinnosť ťahu a zaťaženie systému

Čím väčšia je veľkosť vrtule, tým väčší je krútiaci moment a ťah, ale čím väčšie je záťaž na ESC a motor ., odporúča sa zvoliť primeranú kombináciu typu vrtule na základe testovacích údajov poskytnutých výrobcom .

 

V kombinácii s motorovými puzdrami VSD rýchlo dokončite výber ťahu a podpory systému

V predchádzajúcich oddieloch sme vysvetlili definíciu ťahu, metódu výpočtu, vzťah medzi napätím a ako vybrať ESC a batériu . Teraz použijeme skutočné údaje VSD Drone Motors, aby sme vám ukázali praktickú výberovú logiku .

 

Nasledujú niektoré typické modely návrhu na porovnávanie výberových návrhov, vhodné pre rôzne letové scenáre od ľahkých bežeckých bezpilotných lietadiel po veľké multi-rotory:

Motor	Kv hodnota	Odporúčania napätia	Maximálny ťah	Odporúčané lopatky vrtule	Odporúčané ESC Current	Uplatniteľné scenáre
2306 DRONOVÝ MOTOR	1800–2400 kV	4S~6S	1683g	5×4.3×3 Trojostná vrtuľa	Väčší alebo rovný40A	FPV Racing/ Drone
2808 motora dronu	1300–1950 kV	6S	2910g	7-9 palcová vrtuľa	Väčší alebo rovný45A	Stredne pretekárske/ malé zaťaženie viacerých
2207 motor Drone Motor	1960kV	6S	1702g	Vrtuľa s 5 palcami	Väčší alebo rovný40A	Pretekársky dron
3115 Dronový motor	900–1520 kv	6S~8S	4185g	13×6.5 vrtuľa	Väčší alebo rovný60A	Letecká fotografia/prieskumné roboty
2812 motora robotov	900 kV	6S	2710g	10-12 palcová vrtuľa	Väčší alebo rovný50A	Letecká fotografia stredného zaťaženia/priemyselná letová platforma
2807 motora dronu	1350–1750 kv	4S~6S	2728g	6-8 palcová vrtuľa	Väčší alebo rovný50A	Multirotorická / flexibilná platforma s vysokou manévrovateľnosťou
4720 DRONOVÝ MOTOR	420 kv	6S~8S	7232g	15×7×3 alebo 13×9×3	Väčší alebo rovný80~100A	Stredný a veľký letecký prieskum/komerčná platforma
5315 motora robotov	380 kV	6S~12S	9034g	18×5,5 vrtuľa	Väčší alebo rovný100A	Platforma pre užitočné zaťaženie priemyselnej triedy

 

POZNÁMKA: Hodnota prúdu ESC v tabuľke sa odporúča, aby bola väčšia alebo rovná maximálnemu prúdu motora × 1 . 2 ~ 1.5. Veľkosť vrtule sa odporúča na základe účinnosti testu . Skutočný výber by mal byť doladený na základe zaťaženia, času letu a tela.

 

Tipy na výber pripomenutie:

 

Ak sa obávate výdrže batérie, mali by ste prednosť nízkej kombinácii vrtule KV +;

 

Ak hľadáte výbušnú silu alebo závodnú reakciu, výber vysokej vrtule KV + bude agilnejší;

 

Odporúča sa používať batérie s vysokým obsahom C, aby sa zabránilo súčasným problémom s ovplyvňovaním výkonu ťahu .

 

ESC musí mať dostatok prúdu, aby zabránil jeho vyhoreniu v dôsledku dlhodobého ťažkého zaťaženia .

 

V spoločnosti VSD sme poskytli kompletné testovacie údaje a podporné odporúčania pre každý model, ktoré vám pomôžu rýchlo dokončiť výber energie a znížiť náklady na skúšky a chyby .

 

Pre podrobné údaje o údajoch, krivkách výkonu ťahu alebo odporúčania vlastného systému, neváhajte a kontaktujte náš tím . Ponúkame úplnú podporu pre klientov OEM/ODM-od dizajnu konzultácií s hromadnou výrobou . Poskytujeme jednorazovú podporu z riešenia zhodovania s hromadnou výrobou pre zákazníkov OEM/ODM.}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}