Hogyan lehet kiszámítani a drón motoros tolóerőt lépésről lépésre

 

Korábbi cikkeinkben többször megemlítettük, hogy a motor a drón alapvető energiarendszere, amely meghatározza, hogy a drón képes -e repülni, mennyire stabil a levegőben, képes -e súlyt hordozni, és meddig tud repülni . már tudod, hogy már tudod.Milyen kefe nélküli DC motor (BLDC), Hogyan működnek a drónmotorok, ésHogyan válasszunk különféle típusú drónmotorokat ...

 

Itt az ideje, hogy közelebbről megvizsgáljuk egy másik kulcsfontosságú paramétert: tolóerő .

 

A tolóerő meghatározza, hogy egy drón le tud -e szállni és lebeg -e, és meghatározza, hogy képes -e kamerákat felszerelni, feltérképezni a modulokat, rakományt és más missziós berendezéseket .

 

Nem elegendő tolóerő → nem tud repülni; Túl sok tolóerő → hulladékok energiát és lerövidíti a kitartást .

Csak a megfelelő tolóerővel lehet a motor, a légcsavar, az elektromos sebességvezérlő és az akkumulátor stabil és hatékony rendszert képezni .

 

A következő részben megtanítjuk a tolóerő-értékelés alapvető ötleteit lépésről lépésre, a tolóerő, a motor teljesítményének kiszámításának, a toló-súly arány ajánlásainak meghatározásától kezdve az ESC illesztési módszerekig .

 

A fizikában a tolóerő az az erő, amely előre vagy felfelé nyomja az objektumot, és az egység általában newton (N) vagy gramm (g)/kilogramm (kg) . A dróniparban gyakran használunk "grammot" vagy "kilogrammot" a motor tolóerőjének mérésére, amely közvetlenül tükrözi, hogy mekkora súlyt "emelhet".}}}}}

 

1. A tolóerő alapvető meghatározása

Tolóerő=Motor + propeller felfelé irányuló erő egy bizonyos bemeneti teljesítménynél

 

Például:

Ha egy motor 1000 g tolóerőt termel, ez azt jelenti, hogy statikus körülmények között "felemelheti" 1 kg -os súlyt .

 

A quadcopter egyes motorjainak tolóerője 1000 g, és a teljes tolóerő 4000 g (4 kg), ami elméletileg támogathatja a 2 kg maximális felszállási súlyát (a tolóerő-súly arány 2: 1) .

Ez az érték közvetlenül kapcsolódik a repülőgép "felszállási képességével" és "terhelési kapacitással" .

 

2. statikus tolóerő vs dinamikus tolóerő

Gyakorlati alkalmazásokban gyakran megkülönböztetjük a statikus tolóerőt és a dinamikus tolóerőt:

beír	Meghatározás	Vizsgálati módszer
Állóhelyzeti nyomóerő	A motor + légcsavar által generált tolóerő csendes levegőben	A tolóerőplatformon helyezve
Dinamikus tolóerő	Az a tolóerő, amelyet a motor + légcsavar repülés/mozgás közben nyújthat	Szélcsatorna vagy légi mérés (összetettebb)

A motoros tolóerő értéke, amelyről gyakran beszélünk, általában a "statikus tolóerőre" utal, amely szintén a Motorgyártók által tesztelt és közzétett szokásos adatok is. .

 

3. Toló / súly arány: A motor kiválasztásának kulcsfontosságú mutatója

A tolóerő-súly arány=A teljes tolóerő ÷ felszállási súlya, fontos mutató a repülési teljesítmény értékeléséhez:

Repülési használat	Ajánlott tolóerő-súly arány	szemléltet
Légi fényképezés/térképező drón	2:01	Gondoskodjon a lebegő és a terhelési stabilitásról
Ipari felderítő/hegyvidéki műveletek	2.5:1 ~ 3:1	Javítsa a redundanciát, hogy megbirkózzon a légnyomás/környezet változásaival
Versenyző FPV drón	4:1 ~ 6:1	A gyors gyorsulás és az intenzív manőverek magas tolóerő arányt igényelnek

Például egy 1500 g felszállási súlyú légi fényképészeti drónhoz az ajánlott teljes tolóerő körülbelül 3000 g, ami azt jelenti, hogy választania kell egy olyan megoldást, ahol minden motor legalább 750 g statikus tolóerővel képes biztosítani .

 

A motoros tolóerő -termelés mechanizmusának megértéséhez meg kell értenie az alapvető fizikai kapcsolatot:

Motor teljesítmény (W)=Feszültség (V) × áram (A)

 

A tolóerő generálása lényegében az, hogy miután a motor bizonyos mennyiségű elektromos energiát fogyaszt, felgyorsítja a levegőt a légcsavaron keresztül, ezáltal egy . felfelé irányuló reakcióerőt generál, annál nagyobb a tolóerő, annál nagyobb az energiafogyasztás, annál nagyobb az áram, és minél gyorsabb a hőmérsékleti emelkedés .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

 

1. A feszültség, az áram és a teljesítmény hatása a tolóerőre

paraméter	Ütközési nyilatkozat
Feszültség (v)	Minél magasabb a feszültség, annál nagyobb a teljesítmény, ha az áram azonos→ Alkalmasabb a nagy tolóplatformokhoz
Jelenlegi (A)	Jelzi a . motor jelenlegi terhelési intenzitását, annál nagyobb a terhelés, annál nagyobb energiát fogyaszt, és minél magasabb a hőmérséklet -emelkedés ..
Hatalom (w)	Minél nagyobb a hatalom, annál nagyobb a tolóerő elméletben, de vigyázzon, hogy meghaladja -e a motor és az ESC határait .

 

A tolóerő -javítást nem lehet elérni azáltal, hogy egyszerűen egyetlen . paramétert növel, egyszerűen a feszültség vagy az áram növelése túlmelegedést, ESC -égést, akkumulátor feszültségcsökkenését vagy akár a repülési vezérlés elvesztését okozhatja .

 

2. A KV érték és a tolóerő közötti kapcsolat: Ne zavarja a "nagy sebesség"

KV érték (RPM/V) jelzi azt a sebességet, amelyet a motor elérhet, ha a motor terhelés nélküli állapotban van, és a bemeneti feszültség 1 V ., például egy 000 kV motor esetén az elméleti sebesség 10 000 fordulat/perc 10 V-os feszültségnél .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

 

Magas KV -érték: nagy sebességű, de alacsony nyomaték, alkalmas kis hajtókerekhez, könnyű terhelésekhez és verseny forgatókönyveihez;

 

Alacsony KV-érték: alacsony sebességű, de nagy nyomaték, nagy hajtókerekhez, nagy tolóerő- és terhelés-hordozó platformokhoz .

Tévhit: A magasabb KV nem feltétlenül jelenti a nagyobb tolóerőt . A valós tolóerő attól függ, hogy a motor folyamatosan ki tudjon menni egy bizonyos terhelésnél (propeller) .

 

3. Példa elemzés: A különböző KV -k nyomó különbségei ugyanazon a platformon

Vegyünk példaként két VSD motort:

modell	KV -érték	Feszültségtartomány	Maximális teljesítmény	Maximális tolóerő	alkalmazás
2306	2400KV	6S	901W	1683g	FPV versenygép
3115	900 kV	6S~8S	1617W	4185g	Több rotoros légi fényképezés

 

Ugyanazon 6s -os feszültséggel, bár a 2306 nagy sebességgel rendelkezik, a tolóerő nyilvánvalóan alacsonyabb, mint a {{2} }é. Ez a legjobb magyarázat, hogy a KV -érték nem arányos a . tolóerővel.

 

A motoros tolóerő kiszámítása nem olyan "metafizikai", ahogyan sokan úgy gondolják, hogy . még akkor is, ha nincs kifinomult tesztelő berendezés, mindaddig, amíg alapvető logikát, referencia -adatokat és ésszerű becsléseket elsajátíthat, előzetes megítélést hozhat arról, hogy a motor megfelelő -e a drónprojekthez .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

 

Három szinten tanítunk neked:

1. Toló / súly arány becslési módszer (alkalmazható a legtöbb alkalmazási forgatókönyvre)

Ez a kiválasztás leggyakoribb és gyakorlati alapja:

Ajánlott teljes tolóerő=felszállás súlya × ajánlott tolóerő-súly arány

Repülési típus	Ajánlott tolóerő-súly arány
Légi fényképezés/térképezés	2:01
Rakomány/ipari nyomozás	2.5–3:1
Versenyez	4–6:1

 

példa:

Összeállít egy quadcopter drónot a légi fényképezéshez . A teljes terhelés esetén a felszállási súlya 2 . 2 kg.

Az ajánlott tolóerő-súly arány 2: 1, tehát a teljes tolóerőre nagyobb vagy egyenlőnek kell lennie 4 . 4400 g).

Akkor az egyes motorok minimális tolóerőjének kell lennie: 1100G .

 

2. Táblázat -összehasonlító módszer (alkalmazható, ha van gyártó tesztadatok)

Ha olyan motort választ, amely részletes tesztadatokkal rendelkezik, mint például a VSD sorozat, akkor közvetlenül hivatkozhat annak maximális statikus tolóerő -paramétereire, és összehasonlíthatja azokat az Ön igényeivel .

Motoros modell	Ajánlott feszültség	Maximális tolóerő	Ajánlott maximális terhelés (tolóerő-súly arány 2: 1)
3115	6S–8S	4185g	Kevesebb vagy azzal egyenlő2,1 kg
2808	6S	2910g	Kevesebb vagy azzal egyenlő1,45 kg
2306	6S	1683g	Kevesebb vagy azzal egyenlő0,8 kg

 

Ilyen módon gyorsan kiszűrheti a motorok tartományát, amelyek megfelelnek a teljes gép terhelési követelményeinek .

 

3. Kézi számítási módszer (a részletes becsléshez vagy a DIY felhasználókhoz)

Ha nagyon érzékeny a paraméterekre, vagy nem rendelkezik kész tolóerővel, akkor azt a következő kapcsolat alapján is becsülheti meg:

(1) Teljesítmény -módszer becslése:

Elméleti tolóerő ≈ c × √ (teljesítmény × propeller átmérő)

Ahol C egy empirikus együttható, általában körülbelül 6 -tól 9. -ig, minél nagyobb a légcsavar, annál nagyobb a hatékonyság .

 

Példa: becsüli meg a maximális motoros teljesítményt 1600W -ra, 13- inch propeller .

A becsült tolóerő ≈ 7 × √ (1600 × 13) ≈ 7 × √20800 ≈ 7 × 144 ≈ 1008g

 

Ez a módszer alkalmas a hozzávetőleges becsléshez, és a tényleges tolóerőnek továbbra is a tényleges méréseken kell alapulnia .

 

Miután meghatározta a szükséges tolóerőt és motoros modellt, a következő lépés a tartó rendszer, különösen az ESC és az akkumulátor . megfelelő mérlegelése, ha az ESC árama nem elegendő, és az akkumulátor kimenete instabil, akkor a rendszer nem fog stabilan működni, még akkor is, ha a tolóerő elegendő .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

 

Itt van három alapvető alapelv:

1.} ESC áramnak nagyobbnak kell lennie, mint a maximális motoráram

Az ESC áramának értékelésének 1,2-1,5 -es tényezővel kell meghaladnia a motor maximális folyamatos áramát

 

Gyakorlati tanácsok: Válasszon egy 20-50% -kal magasabb ESC -t, mint a motor maximális áramát

 

példa:

VSD 3115 motor, a maximális áram körülbelül 50a

→ Ajánlott ESC -áram nagyobb vagy egyenlő 60A -nál

 

VSD 2306 motor, a maximális áram körülbelül 35a

→ Ajánlott ESC -áram, amely nagyobb vagy egyenlő, 45a

 

Megjegyzés: Noha a túl nagy ESC kiválasztása biztonságos, ez növelheti a súlyt és az energiafogyasztást is, ami hatékonysági hulladékot eredményezhet .

 

2. Az akkumulátor feszültségének meg kell egyeznie a motor KV értékének és a használati környezetnek

A KV -érték meghatározza, hogy hány S elemét kell használni (1S=3.7 v) . A rossz akkumulátor feszültségének kiválasztása nem lesz elegendő tolóerő vagy túlterhelés és kiégés .

KV -tartomány	Ajánlott akkumulátor száma	Jelentkezési javaslatok
800–1000 kV	6S ~ 8S	Közepes és nagyszabású légi fényképezés/felmérés
1300–1500 kV	4S ~ 6S	Többfelvételi platform
1800 kv és annál magasabb	4S ~ 6S	FPV verseny, könnyű repülőgépek

 

példa:

VSD 4720 motor, 420 kV → 6s ~ 8s ajánlott

VSD 2808 motor, 1500 kV → 6s ajánlott

VSD 2306 motor, 2400 kV → 4s vagy 6s ajánlott (a feladatkövetelményektől függően)

 

3. A propeller mérete befolyásolja a tolóerő hatékonyságát és a rendszer terhelését

Minél nagyobb a légcsavar mérete, annál nagyobb a nyomaték és a tolóerő, de minél nagyobb az ESC és a Motor . terhe

 

A VSD motoros tokokkal kombinálva gyorsan töltse ki a tolóerő és a támogató rendszer kiválasztását

Az előző szakaszokban elmagyaráztuk a tolóerő, a számítási módszer, a feszültség-áram kapcsolat meghatározását, valamint az ESC és az akkumulátor kiválasztásának módját.

 

Az alábbiakban bemutatjuk a megfelelő kiválasztási javaslatok néhány tipikus modelljét, amely alkalmas a különféle repülési forgatókönyvekhez, a könnyű sífutóktól a nagy többszörös forgatókönyvekig:

Motoros modell	KV -érték	Feszültség ajánlások	Maximális tolóerő	Ajánlott légcsavaros pengék	Ajánlott ESC áram	Alkalmazható forgatókönyvek
2306 drónmotor	1800–2400KV	4S~6S	1683g	5×4.3×3 három fenekű légcsavar	Nagyobb vagy azzal egyenlő40A	FPV Racing/ Drone
2808 drónmotor	1300–1950 kV	6S	2910g	7-9 inch propeller	Nagyobb vagy azzal egyenlő45A	Közepes verseny/ kis terhelés többrotor
2207 drónmotor	1960 kV	6S	1702g	5 hüvelykes légcsavar	Nagyobb vagy azzal egyenlő40A	Versenydrón
3115 drónmotor	900–1520 kV	6S~8S	4185g	13×6.5 légcsavar	Nagyobb vagy azzal egyenlő60A	Légi fényképezés/felderítő drónok
2812 Drónmotor	900 kV	6S	2710g	10-12 inch propeller	Nagyobb vagy azzal egyenlő50A	Közepes terhelésű légi fényképezés/ipari repülési platform
2807 drónmotor	1350–1750 kV	4S~6S	2728g	6-8 inch propeller	Nagyobb vagy azzal egyenlő50A	Nagy manőverezőképességű többirotoros / rugalmas platform
4720 drónmotor	420 kV	6S~8S	7232g	15×7×3 vagy 13×9×3	Nagyobb vagy azzal egyenlő80~100A	Közepes és nagy légi felmérés/kereskedelmi platform
5315 drónmotor	380 kV	6S~12S	9034g	18×5,5 légcsavar	Nagyobb vagy azzal egyenlő100A	Ipari minőségű hasznos teherfutó/kézbesítési platform

 

MEGJEGYZÉS: A táblázatban szereplő ESC áramértéke azt javasoljuk, hogy nagyobb vagy egyenlő legyen a maximális motorárammal × 1 × 1 . 2 ~ 1.5. A légcsavar méretét a . teszt hatékonysága alapján javasoljuk, a tényleges kiválasztásnak a terhelés, a repülési idő és a testszerkezet alapján finoman be kell hangolni.

 

Kiválasztási tippek emlékeztetője:

 

Ha aggódik az akkumulátor élettartama miatt, akkor prioritást kell adnia az alacsony KV + nagy légcsavar kombinációjának;

 

Ha robbanásveszélyes energiát vagy versenyválaszot keres, akkor a magas KV + kis légcsavar kiválasztása agilisabb lesz;

 

Javasoljuk, hogy magas C-sebességű akkumulátorokat használjon az aktuális szűk keresztmetszetek elkerülése érdekében, amelyek befolyásolják a tolóerő teljesítményét .

 

Az ESC-nek elegendő árammal kell rendelkeznie ahhoz, hogy megakadályozzák a kiégést a hosszú távú nehéz terhelés miatt .

 

A VSD -nál teljes tesztelési adatokat és alátámasztási ajánlásokat nyújtottunk az egyes modellekhez, hogy segítsünk az energiarendszer kiválasztásának gyors befejezésében, valamint a próbai és hibaköltségek csökkentésében .

 

A részletes adatlapok, a tolóerő-teljesítménygörbék vagy az egyéni energiarendszer-ajánlások esetében vegye fel a kapcsolatot a . csapatunkkal, teljes támogatást nyújtunk az OEM/ODM ügyfelek számára a tervezési konzultációtól a tömegtermeléshez . Egyablakos támogatást nyújtunk az OEM/ODM ügyfelek tömegtermeléshez való egyeztetéshez való illesztéséből.