Πώς να υπολογίσετε τον οδηγό βήμα προς βήμα βήμα προς βήμα.

 

Στα προηγούμενα άρθρα μας, αναφέραμε επανειλημμένα ότι ο κινητήρας είναι το βασικό σύστημα ισχύος του drone, το οποίο καθορίζει αν το drone μπορεί να πετάξει, πόσο σταθερό είναι στον αέρα, είτε μπορεί να φέρει βάρος και πόσο καιρό μπορεί να πετάξει . ήδη γνωρίζετε ήδηΤι είναι ο κινητήρας DC χωρίς ψήκτρες (Bldc), Πώς λειτουργούν οι κινητήρες drone,Πώς να επιλέξετε διαφορετικούς τύπους κινητήρων drone ...

 

Τώρα, ήρθε η ώρα να ρίξετε μια πιο προσεκτική ματιά σε μια άλλη βασική παράμετρο: ώθηση .

 

Η ώθηση καθορίζει αν ένα drone μπορεί να απογειωθεί και να αιωρείται, και επίσης καθορίζει εάν μπορείτε να τοποθετήσετε κάμερες, χαρτογράφηση μονάδων, φορτίο φορτίου και άλλο εξοπλισμό αποστολής .

 

Ανεπαρκής ώθηση → δεν μπορεί να πετάξει. Πάρα πολύ ώθηση → Απορρίπτει την ενέργεια και μειώνει την αντοχή .

Μόνο με την κατάλληλη ώθηση μπορεί ο κινητήρας, ο έλικα, ο ελεγκτής ηλεκτρικής ταχύτητας και η μπαταρία να σχηματίσουν ένα σταθερό και αποτελεσματικό σύστημα .

 

Στην επόμενη ενότητα, θα σας διδάξουμε τις βασικές ιδέες της αξιολόγησης της ώθησης βήμα προς βήμα, από τον ορισμό της ώθησης, του υπολογισμού της κινητικής ισχύος, των συστάσεων αναλογίας ώθησης προς βάρος, στις μεθόδους αντιστοίχισης ESC .

 

Στη φυσική, η ώθηση είναι η δύναμη που ωθεί ένα αντικείμενο προς τα εμπρός ή προς τα πάνω και η μονάδα του είναι συνήθως Newton (N) ή Gram (G)/κιλό (kg) . Στη βιομηχανία drone, συχνά χρησιμοποιούμε "γραμμάρια" ή "κιλά"

 

1. Βασικός ορισμός της ώθησης

Ώθηση=μοτέρ + έλικα προς τα πάνω δύναμη σε μια συγκεκριμένη ισχύ εισόδου

 

Για παράδειγμα:

Εάν ένας κινητήρας παράγει 1000g ώθησης, αυτό σημαίνει ότι μπορεί να "ανυψώσει" ένα βάρος μικρότερο από 1 κιλό υπό στατικές συνθήκες .

 

Η ώθηση κάθε κινητήρα ενός quadcopter είναι 1000g και η συνολική ώθηση είναι 4000g (4kg), η οποία μπορεί θεωρητικά να υποστηρίξει ένα μέγιστο βάρος απογείωσης 2kg (αναλογία ώθησης προς βάρος 2: 1).

Αυτή η τιμή σχετίζεται άμεσα με την "ικανότητα απογείωσης" του αεροσκάφους και την "χωρητικότητα φόρτωσης" .

 

2. Στατική ώθηση vs Dynamic chrust

Σε πρακτικές εφαρμογές, συχνά διακρίνουμε μεταξύ της στατικής ώθησης και της δυναμικής ώθησης:

τύπος	Ορισμός	Μέθοδος δοκιμής
Στατική ώθηση	Η ώθηση που παράγεται από τον κινητήρα + έλικα σε αέρα ακόμα	Τοποθετημένη στην πλατφόρμα δοκιμής ώθησης
Δυναμική ώθηση	Η ώθηση που μπορεί να παρέχει η έλικα του κινητήρα + στην πτήση/κίνηση	Αεροδυναμική σήραγγα ή μέτρηση κεραίας (πιο πολύπλοκη)

Η τιμή ώθησης του κινητήρα που συχνά μιλάμε συνήθως αναφέρεται στη "στατική ώθηση", η οποία είναι επίσης τα τυποποιημένα δεδομένα που δοκιμάζονται και δημοσιεύονται από τους κατασκευαστές αυτοκινήτων .

 

3. αναλογία ώθησης προς βάρος: ένας δείκτης κλειδιού για την επιλογή ενός κινητήρα

Αναλογία ώθησης προς βάρος=συνολική ώθηση ÷ βάρος απογείωσης, είναι ένας σημαντικός δείκτης για την αξιολόγηση της απόδοσης πτήσεων:

Χρήση πτήσης	Συνιστώμενη αναλογία ώθησης προς βάρος	εικονογραφώ
Αεροφωτογραφία/χαρτογράφηση drone	2:01	Εξασφαλίστε τη σταθερότητα του τόπου και της σταθερότητας φόρτωσης
Βιομηχανική αναγνώριση/Highland Operations	2.5:1 ~ 3:1	Βελτιώστε την πλεονασμό για να αντιμετωπίσετε τις αλλαγές στην πίεση του αέρα/περιβάλλον
Αγωνιστικά fpv drone	4:1 ~ 6:1	Ταχεία επιτάχυνση και έντονοι ελιγμοί απαιτούν υψηλή αναλογία ώθησης προς βάρος

Για παράδειγμα, για ένα αεροσκάφος αεροφωτογραφίας με βάρος απογείωσης 1500g, η συνιστώμενη συνολική ώθηση είναι περίπου 3000g, πράγμα που σημαίνει ότι πρέπει να επιλέξετε μια λύση όπου κάθε κινητήρας μπορεί να παρέχει τουλάχιστον 750 γραμμάρια στατικής ώθησης .

 

Για να κατανοήσετε τον μηχανισμό της παραγωγής κινητήρα, πρέπει να κατανοήσετε μια βασική φυσική σχέση:

Ισχύς κινητήρα (w)=Τάση (v) × ρεύμα (α)

 

Η παραγωγή ώσης είναι ουσιαστικά ότι αφού ο κινητήρας καταναλώσει μια ορισμένη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας, επιταχύνει τον αέρα προς τα κάτω μέσω της προπέλας, δημιουργώντας έτσι μια ανοδική δύναμη αντίδρασης. Όσο μεγαλύτερη είναι η ώθηση, τόσο υψηλότερη είναι η κατανάλωση ενέργειας, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα και τόσο πιο γρήγορα αυξάνεται η θερμοκρασία.

 

1. Η επιρροή της τάσης, του ρεύματος και της ισχύος στην ώθηση

παράμετρος	Δήλωση επιπτώσεων
Τάση (v)	Όσο υψηλότερη είναι η τάση, τόσο υψηλότερη είναι η ισχύς όταν το ρεύμα είναι το ίδιο→ πιο κατάλληλο για μεγάλες πλατφόρμες ώσης
Τρέχουσα (α)	Υποδεικνύει την τρέχουσα ένταση φορτίου του κινητήρα . Όσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο, τόσο περισσότερη ισχύς καταναλώνει και όσο υψηλότερη είναι η αύξηση της θερμοκρασίας . πρέπει να ταιριάζει με επαρκή esc .
Ισχύς (W)	Όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς, τόσο μεγαλύτερη είναι η ώθηση στη θεωρία, αλλά προσέξτε αν υπερβαίνει τα όρια του κινητήρα και του ESC .

 

Η ενίσχυση της ώσης δεν μπορεί να επιτευχθεί απλώς αυξάνοντας μία μόνο παράμετρο. Για παράδειγμα, η απλή αύξηση της τάσης ή του ρεύματος μπορεί να προκαλέσει υπερθέρμανση, καύση του ESC, πτώση τάσης μπαταρίας ή ακόμα και απώλεια ελέγχου πτήσης.

 

2. Η σχέση μεταξύ της τιμής KV και της ώθησης: Μην συγχέεται με "υψηλή ταχύτητα"

Η τιμή KV (rpm/v) υποδεικνύει την ταχύτητα που μπορεί να φτάσει ο κινητήρας όταν ο κινητήρας βρίσκεται κάτω από κατάσταση χωρίς φορτίο και η τάση εισόδου είναι 1V . Για παράδειγμα, για έναν κινητήρα 1 000 kv, η θεωρητική ταχύτητα είναι 10.000 rpm σε τάση 10V .

 

Υψηλή τιμή KV: υψηλή ταχύτητα, αλλά χαμηλή ροπή, κατάλληλη για μικρά έλικες, ελαφρά φορτία και σενάρια αγώνων.

 

Χαμηλή τιμή KV: Χαμηλή ταχύτητα αλλά υψηλή ροπή, κατάλληλη για μεγάλες έλικες, μεγάλες πλατφόρμες ώθησης και φορτίου .

Παρανόηση: Ένα υψηλότερο KV δεν σημαίνει απαραίτητα μεγαλύτερη ώθηση . Η πραγματική ώθηση εξαρτάται από την ισχύ και την αποτελεσματικότητα που ο κινητήρας μπορεί να εξάγει συνεχώς κάτω από ένα συγκεκριμένο φορτίο (έλικα) .

 

3. Παράδειγμα Ανάλυση: Διαφορές ώθησης διαφορετικών KVs στην ίδια πλατφόρμα

Πάρτε δύο κινητήρες VSD ως παράδειγμα:

μοντέλο	KV αξία	Φάσμα τάσης	Μέγιστη ενέργεια	Μέγιστη ώθηση	εφαρμογή
2306	2400KV	6S	901W	1683g	Μηχανή αγώνων FPV
3115	900kv	6S~8S	1617W	4185g	Αεροφωτογραφία πολλαπλών κυττάρων

 

Με την ίδια τάση 6S, αν και το 2306 έχει υψηλή ταχύτητα, η ώθηση του είναι προφανώς χαμηλότερη από αυτή του 3115. Αυτή είναι η καλύτερη εξήγηση ότι η τιμή KV δεν είναι ανάλογη προς την ώθηση .

 

Ο υπολογισμός της ώσης του κινητήρα δεν είναι τόσο «μεταφυσικός» όσο πιστεύουν πολλοί. Ακόμα κι αν δεν διαθέτετε εξελιγμένο εξοπλισμό δοκιμών, εφόσον κατέχετε βασική λογική, δεδομένα αναφοράς και λογικές εκτιμήσεις, μπορείτε να κάνετε μια προκαταρκτική κρίση σχετικά με το εάν ένας κινητήρας είναι κατάλληλος για το έργο σας με drone.

 

Σας διδάσκουμε σε τρία επίπεδα:

1. Μέθοδος εκτίμησης αναλογίας ώθησης προς βάρος (ισχύει για τα περισσότερα σενάρια εφαρμογών)

Αυτή είναι η πιο κοινή και πρακτική βάση για την επιλογή:

Συνιστώμενη συνολική ώθηση=Βάρος απογείωσης × Συνιστώμενη αναλογία ώθησης προς βάρος

Τύπος πτήσης	Συνιστώμενη αναλογία ώθησης προς βάρος
Αεροφωτογραφία/χαρτογράφηση	2:01
Φορτίο/βιομηχανική έρευνα	2.5–3:1
Αγωνιζόμενος	4–6:1

 

παράδειγμα:

Πρόκειται να συναρμολογήσετε ένα quadcopter drone για αεροφωτογραφία . Το βάρος απογείωσης του όταν είναι πλήρως φορτωμένο είναι 2 . 2 kg.

Ο συνιστώμενος λόγος ώθησης προς βάρος είναι 2: 1, οπότε χρειάζεστε μια συνολική ώθηση μεγαλύτερη ή ίση με 4 . 4kg (4400g).

Τότε η ελάχιστη ώθηση κάθε κινητήρα πρέπει να είναι: 1100g .

 

2. Μέθοδος σύγκρισης πίνακα (ισχύει όταν υπάρχουν δεδομένα δοκιμών κατασκευαστή)

Εάν επιλέξετε έναν κινητήρα με λεπτομερή δεδομένα δοκιμών, όπως η σειρά VSD, μπορείτε να ανατρέξετε απευθείας στις μέγιστες παραμέτρους στατικής ώθησης και να τις συγκρίνετε με τις ανάγκες σας .

Μοντέλο κινητήρα	Συνιστώμενη τάση	Μέγιστη ώθηση	Συνιστώμενο μέγιστο φορτίο (λόγος ώθησης προς βάρος 2: 1)
3115	6S–8S	4185g	Λιγότερο από ή ίσο με2,1 κιλά
2808	6S	2910g	Λιγότερο από ή ίσο με1,45 κιλά
2306	6S	1683g	Λιγότερο από ή ίσο με0,8 κιλά

 

Με αυτόν τον τρόπο, μπορείτε γρήγορα να φιλτράρετε το εύρος των κινητήρων που πληρούν τις απαιτήσεις φόρτωσης ολόκληρου του μηχανήματος .

 

3. ΜΕΘΟΔΟΣ Χειροκίνητου υπολογισμού (για λεπτομερή εκτίμηση ή χρήστες DIY)

Εάν είστε πολύ ευαίσθητοι στις παραμέτρους ή δεν έχετε έτοιμα δεδομένα ώθησης, μπορείτε επίσης να το εκτιμήσετε με βάση την ακόλουθη σχέση:

(1) Εκτίμηση της μεθόδου ισχύος:

Θεωρητική ώθηση ≈ c × √ (διάμετρο power × propeller)

Όπου το C είναι ένας εμπειρικός συντελεστής, συνήθως από περίπου 6 έως 9. όσο μεγαλύτερη είναι η έλικα, τόσο υψηλότερη είναι η απόδοση .

 

Παράδειγμα: Εκτιμείτε ότι η μέγιστη ισχύς κινητήρα είναι 1600W με ένα 13- ίντσα έλικα .

Η εκτιμώμενη ώθηση είναι ≈ 7 × √ (1600 × 13) ≈ 7 × √20800 ≈ 7 × 144 ≈ 1008g

 

Αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη για κατά προσέγγιση εκτίμηση και η πραγματική ώθηση πρέπει να βασίζεται σε πραγματικές μετρήσεις .

 

Μόλις προσδιορίσετε την απαιτούμενη ώση και το μοντέλο κινητήρα, το επόμενο βήμα είναι να εξετάσετε την αντιστοίχιση του συστήματος υποστήριξης, ειδικά του ESC και της μπαταρίας. Εάν το ρεύμα ESC είναι ανεπαρκές και η έξοδος της μπαταρίας είναι ασταθής, το σύστημα δεν θα λειτουργεί σταθερά ακόμη και αν η ώση είναι επαρκής.

 

Εδώ είναι τρεις βασικές αρχές αντιστοίχισης:

1. ρεύμα ESC πρέπει να είναι μεγαλύτερο από το μέγιστο ρεύμα κινητήρα

Η βαθμολογία ρεύματος ESC θα πρέπει να υπερβαίνει το μέγιστο συνεχές ρεύμα του κινητήρα με συντελεστή 1,2 έως 1,5

 

Πρακτικές συμβουλές: Επιλέξτε ένα ESC που είναι 20-50% υψηλότερη από το μέγιστο ρεύμα του κινητήρα

 

παράδειγμα:

VSD 3115 κινητήρας, το μέγιστο ρεύμα είναι περίπου 50Α

→ Συνιστώμενο ρεύμα ESC μεγαλύτερο ή ίσο με 60Α

 

VSD 2306 κινητήρας, το μέγιστο ρεύμα είναι περίπου 35Α

→ Συνιστώμενο ρεύμα ESC μεγαλύτερο ή ίσο με 45α

 

Σημείωση: Αν και η επιλογή ενός ESC που είναι πολύ μεγάλη είναι ασφαλής, μπορεί επίσης να αυξήσει το βάρος και την κατανάλωση ενέργειας, με αποτέλεσμα τα απόβλητα απόδοσης .

 

2. Η τάση της μπαταρίας πρέπει να ταιριάζει με την τιμή KV του κινητήρα και το περιβάλλον χρήσης

Η τιμή KV καθορίζει πόσες μπαταρίες S θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε (1S = 3,7V). Η επιλογή λανθασμένης τάσης μπαταρίας θα οδηγήσει σε ανεπαρκή ώθηση ή υπερφόρτωση και εξάντληση.

KV φάσμα	Συνιστώμενη μπαταρία	Προτάσεις αίτησης
800–1000KV	6S ~ 8S	Μεσαία και μεγάλη αεροφωτογραφία/τοπογραφία
1300–1500kv	4S ~ 6S	Πλατφόρμα πολλαπλών κυττάρων
1800kv και άνω	4S ~ 6S	FPV Racing, ελαφρύ αεροσκάφος

 

παράδειγμα:

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

VSD 2808 Motor, 1500kv → 6s συνιστάται

VSD 2306 κινητήρα, 2400kv → 4s ή 6s συνιστάται (ανάλογα με τις απαιτήσεις εργασίας)

 

3. Το μέγεθος της έλικας επηρεάζει την απόδοση ώθησης και το φορτίο του συστήματος

Όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος της προπέλας, τόσο μεγαλύτερη είναι η ροπή και η ώθηση, αλλά τόσο μεγαλύτερη είναι η επιβάρυνση του ESC και του κινητήρα. Συνιστάται να επιλέξετε έναν λογικό συνδυασμό τύπου προπέλας με βάση τα δεδομένα δοκιμών που παρέχονται από τον κατασκευαστή.

 

Σε συνδυασμό με θήκες κινητήρα VSD, ολοκληρώστε γρήγορα την επιλογή ώσης και συστήματος υποστήριξης.

Στις προηγούμενες ενότητες, εξηγήσαμε τον ορισμό της ώσης, τη μέθοδο υπολογισμού, τη σχέση τάσης-ρεύματος και τον τρόπο επιλογής ESC και μπαταρίας. Τώρα, θα χρησιμοποιήσουμε τα πραγματικά δεδομένα των κινητήρων drone VSD για να σας δείξουμε μια πρακτική λογική επιλογής.

 

Τα παρακάτω είναι μερικά τυπικά μοντέλα προτάσεων αντίστοιχης επιλογής, κατάλληλα για διαφορετικά σενάρια πτήσης, από ελαφρά drones cross-country έως μεγάλα drones πολλαπλών ρότορων:

Μοντέλο κινητήρα	KV αξία	Συστάσεις τάσης	Μέγιστη ώθηση	Συνιστώμενα πτερύγια έλικας	Συνιστώμενο esc ρεύμα	Σενάρια
2306 κινητήρας drone	1800–2400KV	4S~6S	1683g	5×4.3×3 έλικα τριών λεπίδων	Μεγαλύτερο ή ίσο με40A	FPV Racing/ Drone
2808 κινητήρας drone	1300–1950kv	6S	2910g	7-9 ίντσα έλικα	Μεγαλύτερο ή ίσο με45A	Μεσαίο αγωνιστικό/ μικρό φορτίο πολλαπλών φορτίων
2207 κινητήρας drone	1960kv	6S	1702g	Έλικα 5 ιντσών	Μεγαλύτερο ή ίσο με40A	Αγώνας αγώνων
3115 κινητήρας drone	900–1520kv	6S~8S	4185g	13×6.5 έλικα	Μεγαλύτερο ή ίσο με60A	Αεροφωτογραφία/αεροσκάφη αναγνώρισης
2812 κινητήρας drone	900kv	6S	2710g	10-12 ίντσα έλικα	Μεγαλύτερο ή ίσο με50A	Μεσαίο φορτίο αεροφωτογραφίας/πλατφόρμα βιομηχανικής πτήσης
2807 κινητήρας drone	1350–1750KV	4S~6S	2728g	6-8 ίντσα έλικα	Μεγαλύτερο ή ίσο με50A	Υψηλή πολυεπίπεδη / ευέλικτη πλατφόρμα
4720 κινητήρας drone	420KV	6S~8S	7232g	15×7×3 ή 13×9×3	Μεγαλύτερο ή ίσο με80~100A	Μεσαία και μεγάλη εναέρια έρευνα/εμπορική πλατφόρμα
5315 κινητήρας drone	380KV	6S~12S	9034g	18×5.5 έλικα	Μεγαλύτερο ή ίσο με100A	Πλατφόρμα παροχής/παράδοσης βιομηχανικού βαθμού

 

Σημείωση: Η τιμή ρεύματος ESC στον πίνακα συνιστάται να είναι μεγαλύτερη ή ίση με το μέγιστο ρεύμα κινητήρα × 1 . 2 ~ 1.5. Το μέγεθος της έλικας συνιστάται με βάση την απόδοση της δοκιμής . Η πραγματική επιλογή πρέπει να ρυθμιστεί με βάση τη δομή φόρτωσης, πτήσης και σώματος.

 

Υπενθύμιση συμβουλών επιλογής:

 

Εάν ανησυχείτε για τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, θα πρέπει να δώσετε προτεραιότητα στον χαμηλό συνδυασμό KV + μεγάλου έλικα.

 

Αν ψάχνετε για εκρηκτική δύναμη ή αγωνιστική ανταπόκριση, η επιλογή υψηλού KV + μικρής έλικας θα είναι πιο ευκίνητη.

 

Συνιστάται να χρησιμοποιείτε μπαταρίες υψηλής ταχύτητας C για να αποφευχθείτε τα σημερινά σημεία συμφόρησης που επηρεάζουν την απόδοση ώθησης .

 

Το ESC πρέπει να έχει αρκετό ρεύμα για να αποτρέψει την καύση εξαιτίας του μακροπρόθεσμου βαρέως φορτίου .

 

Στο VSD, έχουμε παράσχει πλήρη δεδομένα δοκιμών και υποστηρίζοντας συστάσεις για κάθε μοντέλο για να σας βοηθήσουμε να ολοκληρώσετε γρήγορα την επιλογή του συστήματος ενέργειας και να μειώσετε το κόστος δοκιμών και σφάλματος .

 

Για λεπτομερή δελτία δεδομένων, καμπύλες απόδοσης ώσης ή προτάσεις για προσαρμοσμένα συστήματα ισχύος, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε με την ομάδα μας. Προσφέρουμε πλήρη υποστήριξη για πελάτες OEM/ODM - από συμβουλές σχεδιασμού έως μαζική παραγωγή. Παρέχουμε ολοκληρωμένη υποστήριξη από την αντιστοίχιση λύσεων έως τη μαζική παραγωγή για πελάτες OEM/ODM.