Kuidas arvutada droonimootori tõukejõu samm -sammult juhend

 

Oma eelmistes artiklites mainisime korduvalt, et mootor on drooni põhilised energiasüsteem, mis määrab, kas droon suudab lennata, kui stabiilne see on õhus, kas see võib kaaluda kaalu ja kui kaua see võib lennata ., mida te juba tunneteMilline on harjata alalisvoolu mootor (bldc), Kuidas droonimootorid töötavad ja Kuidas valida erinevat tüüpi droonimootorid ...

 

Nüüd on aeg lähemalt uurida veel ühte olulist parameetrit: tõukejõudu.

 

Tõukejõud määrab, kas droon suudab õhku tõusta ja hõljuda, ning samuti, kas droonile saab paigaldada kaameraid, kaardistusmooduleid, laadida lasti ja muud missioonivarustust.

 

Ebapiisav tõukejõud → ei saa lennata; liiga suur tõukejõud → raiskab energiat ja lühendab vastupidavust.

 

Ainult sobiva tõukejõu korral saavad mootor, propeller, elektriline kiiruse regulaator ja aku moodustada stabiilse ja tõhusa süsteemi.

 

Järgmises osas õpetame teile samm-sammult tõukejõu hindamise põhiideid, alates tõukejõu definitsioonist, mootori võimsuse arvutamisest, tõukejõu ja kaalu suhte soovitustest kuni ESC sobitamismeetoditeni.

 

Füüsikas on tõukejõud jõud, mis surub objekti edasi või ülespoole, ja selle ühik on tavaliselt njuuton (N) või gramm (g)/kilogramm (kg). Droonitööstuses kasutame mootori tõukejõu mõõtmiseks sagedamini "gramme" või "kilogrammi", mis peegeldab otseselt seda, kui palju raskust see suudab "tõsta".

 

1. Tõukejõu põhidefinitsioon

Tõukejõud = mootor + propelleri ülespoole suunatud jõud teatud sisendvõimsusel

 

Näiteks:

Kui mootor tekitab 1000 g tõukejõudu, tähendab see, et see suudab staatilistes tingimustes "tõsta" alla 1 kg raskust.

 

Kvadrokopteri iga mootori tõukejõud on 1000 g ja kogu tõukejõud on 4000 g (4 kg), mis teoreetiliselt suudab toetada maksimaalset stardikaalu 2 kg (tõukejõu ja kaalu suhe 2:1).

See väärtus on otseselt seotud õhusõiduki "stardivõime" ja "kandevõimega".

 

2. staatiline tõukejõud vs dünaamiline tõukejõud

Praktilistes rakendustes eristame sageli staatilist tõukejõudu ja dünaamilist tõukejõudu:

tüüp	Määratlus	Katsemeetod
Staatiline tõukejõud	Mootori + propelleri genereeritud tõukejõud küll õhus	Asetatud tõuketesti platvormile
Dünaamiline tõukejõud	Tõukejõud, mida mootor + propeller võib pakkuda lennu/liikumisel	Tuuletunnel või õhust mõõtmine (keerulisem)

Mootori tõukejõu väärtus, millest me sageli räägime

 

3. tõukejõu ja kaalu suhe: võtmenäitaja mootori valimiseks

Tõukejõu ja kaalu suhe=kogu tõukejõud ÷ stardimass, on oluline näitaja lennu jõudluse hindamiseks:

Lennukasutus	Soovitatav tõukejõu ja kaalu suhe	illustreerima
Õhufotograafia/drooni kaardistamine	2:01	Veenduge hõljumine ja koormuse stabiilsus
Tööstuslikud luure-/mägismaaoperatsioonid	2.5:1 ~ 3:1	Parandage koondamist, et tulla toime õhurõhu/keskkonna muutustega
Võidusõidu FPV droon	4:1 ~ 6:1	Kiire kiirendus ja intensiivsed manöövrid nõuavad kõrget tõukejõu ja kaalu suhet

Näiteks 1500 g stardimassiga aerofotograafia drooni puhul on soovitatav kogutõukejõud umbes 3000 g, mis tähendab, et peate valima lahenduse, kus iga mootor suudab pakkuda vähemalt 750 g staatilist tõukejõudu.

 

Mootori tõukejõu genereerimise mehhanismi mõistmiseks peate mõistma põhilist füüsilist suhet:

Mootori võimsus (W)=pinge (V) × vool (a)

 

Tõukejõu tekitamine seisneb põhimõtteliselt selles, et pärast teatud hulga elektrienergia tarbimist kiirendab mootor õhku läbi propelleri allapoole, tekitades seeläbi ülespoole suunatud reaktsioonijõu. Mida suurem on tõukejõud, seda suurem on energiatarve, seda suurem on voolutugevus ja seda kiirem on temperatuuri tõus.

 

1. Pinge, voolu ja võimsuse mõju tõukejõule

parameeter	Mõjuavaldus
Pinge (V)	Mida suurem on pinge, seda suurem on võimsus, kui vool on sama→ Sobib rohkem suurte tõukejõu platvormide jaoks
Vool (A)	Näitab mootori . praegust koormuse intensiivsust, seda suurem on koormus, seda rohkem võimsust see tarbib ja mida suurem on temperatuuri tõus ., see tuleb sobitada piisava ESC .
Võim (W)	Mida suurem on jõud, seda suurem on teooria tõukejõud, kuid olge ettevaatlik, kas see ületab mootori ja esc . piire

 

Tõukejõu suurendamist ei saa saavutada, suurendades näiteks ühe parameetri ., võib pinge või voolu suurendamine põhjustada ülekuumenemist, ESC põletamist, aku pinge langust või isegi lennujuhtimise kaotamist .

 

2. seos KV väärtuse ja tõukejõu vahel: ärge segage "Kiirus"

KV väärtus (RPM/V) näitab kiirust, mille mootor suudab saavutada koormuseta olekus ja sisendpinge on 1 V. Näiteks 1000 kV mootori teoreetiline kiirus on 10 000 p/min pingel 10 V.

 

Kõrge kV väärtus: suur kiirus, kuid madal pöördemoment, sobib väikestele propelleridele, kergetele koormustele ja võidusõidustsenaariumidele.

 

Madal kV väärtus: väike kiirus, kuid suur pöördemoment, sobib suurtele propelleridele, suurele tõukejõule ja koormust kandvatele platvormidele.

Väärarusaam: Kõrgem kV ei tähenda tingimata suuremat tõukejõudu. Tegelik tõukejõud sõltub võimsusest ja efektiivsusest, mida mootor suudab teatud koormuse (propelleri) korral pidevalt väljastada.

 

3. Näide Analüüs: erinevate KV -de erinevused samal platvormil

Võtke näiteks kaks VSD mootorit:

mudel	Kv väärtus	Pingevahemik	Maksimaalne võimsus	Maksimaalne tõukejõud	rakendus
2306	2400KV	6S	901W	1683g	FPV võistlusmasin
3115	900KV	6S~8S	1617W	4185g	Mitme rotomaatse õhufotograafia

 

Sama 6S pinge juures, kuigi 2306-l on suur kiirus, on selle tõukejõud ilmselgelt madalam kui 3115-l. See on parim seletus, miks KV väärtus ei ole tõukejõuga proportsionaalne.

 

Mootori tõukejõu arvutamine ei ole nii "metafüüsiline", kuna paljud inimesed arvavad ., isegi kui teil pole keerulisi testimisseadmeid, kui te omandate põhiloogika, võrdlusandmeid ja mõistlikke hinnanguid, saate teha esialgse otsuse, kas mootor sobib teie drooniprojekti jaoks .

 

Õpetame teid kolmel tasandil:

1. tõukejõu ja kaalu suhte hindamise meetod (rakendatav enamiku rakenduse stsenaariumide suhtes)

See on valiku kõige tavalisem ja praktiline alus:

Soovitatav kogu tõukejõud=stardimass × soovitatav tõukejõu suhe

Lennutüüp	Soovitatav tõukejõu ja kaalu suhe
Aerofotograafia/kaardistamine	2:01
Lasti/tööstuslik uurimine	2.5–3:1
Läbi võistelda	4–6:1

 

Näide:

Te kavatsete kopteri drooni kokku panna õhufotograafia jaoks . selle stardimassi, kui täielikult laaditud on 2 . 2 kg.

Soovitatav tõukejõu ja kaalu suhe on 2: 1, nii et vajate kogu tõukejõudu, mis on suurem kui 4 . 4kg (4400g).

Siis peaks iga mootori minimaalne tõukejõud olema: 1100g .

 

2. tabeli võrdlusmeetod (rakendatav tootja testi andmete korral)

Kui valite üksikasjalike katseandmetega mootori, näiteks VSD -seeria, saate otseselt viidata selle maksimaalse staatilise tõukejõu parameetritele ja võrrelda neid oma vajadustega .

Mootorimudel	Soovitatav pinge	Maksimaalne tõukejõud	Soovitatav maksimaalne koormus (tõukejõu ja kaalu suhe 2: 1)
3115	6S–8S	4185g	Vähem või võrdne2,1 kg
2808	6S	2910g	Vähem või võrdne1,45 kg
2306	6S	1683g	Vähem või võrdne0,8 kg

 

Sel viisil saate kiiresti filtreerida kogu masina koormusnõuetele vastavate mootorite vahemikku .

 

3. käsitsi arvutamise meetod (üksikasjaliku hinnangu või DIY kasutajate jaoks)

Kui olete parameetrite suhtes väga tundlik või teil pole valmis tõukejõu andmeid, saate seda hinnata ka järgmise suhte põhjal:

(1) Võimsuse meetodi hinnang:

Teoreetiline tõukejõud ≈ C × √ (võimsus × propelleri läbimõõt)

Kui C on empiiriline koefitsient, tavaliselt vahemikus umbes 6 kuni 9., mida suurem on propeller, seda suurem on efektiivsus .

 

Näide: hindate maksimaalset mootori võimsust 1600W -ga 13- tollise propelleriga .

Eeldatav tõukejõud on ≈ 7 × √ (1600 × 13) ≈ 7 × √20800 ≈ 7 × 144 ≈ 1008g

 

See meetod sobib ligikaudseks hindamiseks ja tegelik tõukejõud peab ikkagi põhinema tegelikel mõõtmistel .

 

Kui vajalik tõukejõud ja mootori mudel on kindlaks määratud, on järgmine samm tugisüsteemi, eriti ESC ja aku sobivuse kaalumine. Kui ESC vool on ebapiisav ja aku väljund on ebastabiilne, ei tööta süsteem stabiilselt isegi piisava tõukejõu korral.

 

Siin on kolm põhiprintsiipi:

1. ESC vool peab olema suurem kui mootori maksimaalne vool

ESC voolu hinnang peaks ületama mootori maksimaalse pideva voolu koefitsiendiga 1,2 kuni 1,5

 

Praktiline nõuanne: valige ESC, mis on 20-50% kõrgem kui mootori maksimaalne vool

 

Näide:

VSD 3115 mootor, maksimaalne vool on umbes 50A

→ Soovitatav ESC vool, mis on suurem või võrdne 60A -ga

 

VSD 2306 mootor, maksimaalne vool on umbes 35A

→ Soovitatav ESC vool, mis on suurem või võrdne 45A -ga

 

Märkus. Ehkki liiga suure ESC valimine on ohutu, võib see suurendada ka kaalu ja energiatarbimist, mille tulemuseks on tõhususe jäätmed .

 

2. Aku pinge peaks vastama mootori KV väärtusele ja kasutamise keskkonnale

KV väärtus määrab, kui palju akusid peaksite kasutama (1s=3.7 v) . vale aku pinge valimine põhjustab ebapiisavat tõukejõudu või ülekoormust ja läbipõlemist .

KV vahemik	Soovitatav aku number	Rakendussoovitused
800–1000kV	6S ~ 8S	Keskmine ja suuremahuline õhufotograafia/mõõdistamine
1300–1500KV	4S ~ 6S	Multi-rootoriga platvorm
1800KV ja kõrgemal	4S ~ 6S	FPV võidusõit, kerged lennukid

 

Näide:

VSD 4720 mootor, 420kv → 6S ~ 8S

VSD 2808 mootor, 1500kv → 6S soovitatav

VSD 2306 mootor, soovitatav 2400kv → 4S või 6S (sõltuvalt ülesande nõuetest)

 

3. propelleri suurus mõjutab tõukejõu efektiivsust ja süsteemi koormust

Mida suurem on propelleri suurus, seda suurem on pöördemoment ja tõukejõud, kuid seda suurem on ESC ja mootori . koormus on soovitatav valida mõistlik propelleri tüüpi kombinatsioon, mis põhineb tootja esitatud testiandmetel .

 

Kombineerituna VSD -mootori ümbristega lõpetage kiiresti tõukejõud ja toetav süsteemi valik

Eelmistes lõikudes selgitasime tõukejõu, arvutusmeetodi, pingevoolu suhte määratlust ja kuidas valida ESC ja aku . nüüd, kasutame VSD droonimootorite tegelikke andmeid, et näidata teile praktilist valikut .

 

Järgnevalt on toodud mõned tüüpilised valiku soovituste mudelid, mis sobivad erinevate lennustsenaariumide jaoks alates kergetest murdmaasuusatamise droonidest kuni suurte multi-rootoriinideni:

Mootorimudel	Kv väärtus	Pingesoovitused	Maksimaalne tõukejõud	Soovitatavad propelleri labad	Soovitatav ESC vool	Rakendatavad stsenaariumid
2306 droonimootor	1800–2400KV	4S~6S	1683g	5×4.3×3 kolme teraga propeller	Suurem või võrdne40A	FPV võidusõit/ droon
2808 droonimootor	1300–1950KV	6S	2910g	7-9 tolli propeller	Suurem või võrdne45A	Keskmine võidusõit/ väike koormus multirotoor
2207 droonimootor	1960KV	6S	1702g	5 -tolline propeller	Suurem või võrdne40A	Võidusõidu droon
3115 droonimootor	900–1520KV	6S~8S	4185g	13×6.5 Propeller	Suurem või võrdne60A	Aerofotograafia/luuredroonid
2812 droonimootor	900KV	6S	2710g	10-12 tolli propeller	Suurem või võrdne50A	Keskmise koormusega õhufotograafia/tööstusliku lennuplatvorm
2807 droonimootor	1350–1750KV	4S~6S	2728g	6-8 tolli propeller	Suurem või võrdne50A	Suure manööverdusvõime multirotoorne / paindlik platvorm
4720 droonimootor	420KV	6S~8S	7232g	15×7×3 või 13×9×3	Suurem või võrdne80~100A	Keskmine ja suur õhuuuring/kommertsplatvorm
5315 droonimootor	380KV	6S~12S	9034g	18×5.5 Propeller	Suurem või võrdne100A	Tööstusklassi kandekoormus drooni/tarneplatvorm

 

Märkus: Tabelis olev ESC vooluväärtus on soovitatavalt ≥ mootori maksimaalne vool × 1,2~1,5. Propelleri suurus on soovitatav testi efektiivsuse põhjal. Tegelik valik tuleks täpsustada vastavalt koormusele, lennuajale ja kere konstruktsioonile.

 

Valiku näpunäidete meeldetuletus:

 

Kui olete mures aku kestvuse pärast, peaksite eelistama madalat KV + suurt propelleri kombinatsiooni;

 

Kui otsite plahvatusohtlikku või võidusõidu vastust, on kõrge KV + väikese propelleri valimine paindlikum;

 

Soovitatav on kasutada suure C-kiirusega akusid, et vältida tõukejõudu mõjutavaid praeguseid kitsaskohti .

 

ESC-l peab olema piisavalt voolu, et see ei põleks pikaajalise raske koormuse . tõttu

 

VSD -s oleme esitanud täielikud testiandmed ja iga mudeli jaoks tugi soovitused, mis aitavad teil kiiret elektrisüsteemi valimist ja katse- ja vigade kulusid vähendada .

 

Üksikasjalike andmelehtede, tõukejõu kõverate või kohandatud elektrisüsteemide soovituste saamiseks võtke meie meeskonnaga ühendust. Pakume OEM/ODM-klientidele täielikku tuge – alates disainikonsultatsioonist kuni masstootmiseni. Pakume OEM/ODM-klientidele ühtset tuge alates lahenduste sobitamisest kuni masstootmiseni.