Как да изчислите ръководството за тяга на двигателя на дрона стъпка по стъпка

 

В предишните ни статии многократно споменахме, че моторът е основната система за захранване на дрона, която определя дали дронът може да лети, колко стабилен е във въздуха, дали може да носи тежест и колко дълго може да лети ., вече знаете, че знаете, че вече знаете, вие знаете, че вече знаете, вие знаете, че вече знаете, вие знаете, че вече знаете, вие знаете, вие вече знаете, вие знаете, вие вече знаете, вие вече знаете.Какво е безчетка DC мотор (BLDC), Как работят двигателите с дронове и Как да изберете различни видове двигатели с дронове ...

 

Сега е време да разгледаме по -отблизо друг ключов параметър: тяга .

 

Тягата определя дали дронът може да излита и да се задържи, а също така определя дали можете да монтирате камери, да картографирате модули, да заредите товар и друго оборудване за мисия .

 

Недостатъчна тяга → не може да лети; Твърде много тяга → губи енергия и съкращава издръжливост .

Само с подходяща тяга може да образува двигател, витлото, електрическият контролер на скоростта и батерията стабилна и ефективна система .

 

В следващия раздел ще ви научим на основните идеи за оценка на тягата стъпка по стъпка, от дефиницията на тягата, изчисляването на мощността на двигателя, препоръките на съотношението на тяга към тегло, до методите за съвпадение на ESC .

 

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. Основна дефиниция на тягата

Тяга=мотор + витлора нагоре сила при определена входна мощност

 

Например:

Ако мотор произвежда 1000 г тяга, това означава, че може да "повдигне" тегло по -малко от 1 кг при статични условия .

 

Натискането на всеки двигател на квадрокоптер е 1000 g, а общата тяга е 4000 g (4 кг), което може теоретично да поддържа максимално тегло на излитане от 2 кг (съотношение на тегло 2: 1) .

Тази стойност е пряко свързана с „способността за излитане" на самолета и „капацитет на зареждане" .

 

2. Статична тяга срещу динамична тяга

В практически приложения често разграничаваме статичната тяга и динамичната тяга:

Тип	Определение	Метод на изпитване
Статична тяга	Тягата, генерирана от двигателя + витлото на неподвижен въздух	Поставено на тестовата платформа на тягата
Динамична тяга	Тягата, която моторът + витлото може да осигури при полет/движение	Вятърен тунел или въздушно измерване (по -сложно)

Стойността на тягата на двигателя, за която често говорим, обикновено се отнася до „статичната тяга", която е и стандартните тествани данни и публикувани от производителите на двигатели .

 

3. съотношение тяга на тегло: ключов индикатор за избор на двигател

Коефициент на тегло=Общо тегло на излитането ÷, е важен показател за оценка на ефективността на полета:

Използване на полета	Препоръчително съотношение тяга-тегло	илюстрирайте
Въздушна фотография/дрон за картографиране	2:01	Осигурете стабилност на задържането и натоварването
Индустриални разузнавателни/високопланински операции	2.5:1 ~ 3:1	Подобряване на съкращението, за да се справи с промените в налягането на въздуха/околната среда
Racing FPV дрон	4:1 ~ 6:1	Бързото ускорение и интензивните маневри изискват високо съотношение на тяга към тегло

Например, за дрон за въздушна фотография с тегло на излитане 1500 g, препоръчителната обща тяга е около 3000 g, което означава, че трябва да изберете решение, при което всеки двигател може да осигури поне 750 g статична тяга .

 

За да разберете механизма на генериране на двигателна тяга, трябва да разберете основна физическа връзка:

Мощност на двигателя (w)=напрежение (V) × ток (a)

 

The generation of thrust is essentially that after the motor consumes a certain amount of electrical power, it accelerates the air downward through the propeller, thereby generating an upward reaction force. The greater the thrust, the higher the power consumption, the greater the current, and the faster the temperature rise.

 

1. Влиянието на напрежението, тока и мощността върху тягата

параметър	Декларация за въздействие
Напрежение (v)	Колкото по -високо е напрежението, толкова по -висока е мощността, когато токът е същият→ По -подходящ за големи тяга на платформите
Ток (а)	Показва интензитета на текущото натоварване на двигателя ., колкото по -голямо е натоварването, толкова повече мощност консумира и колкото по -голямо е повишаване на температурата ., трябва да бъде съпоставен с достатъчно ESC .
Мощност (W)	Колкото по -голяма е силата, толкова по -голяма е тягата на теорията, но внимавайте дали надвишава границите на двигателя и ESC .

 

Повишаването на тягата не може да бъде постигнато чрез просто увеличаване на един параметър . Например просто увеличаването на напрежението или тока може да причини прегряване, изгаряне на ESC, спад на напрежението на батерията или дори загуба на контрол на полета .

 

2. Връзката между kv стойност и тяга: Не се бъркайте от "висока скорост"

KV value (RPM/V) indicates the speed that the motor can reach when the motor is under no-load condition and the input voltage is 1V. For example, for a 1000KV motor, the theoretical speed is 10,000 RPM at 10V voltage.

 

Висока стойност на KV: Висока скорост, но нисък въртящ момент, подходящ за малки витла, леки натоварвания и състезателни сценарии;

 

Ниска стойност на KV: Ниска скорост, но висок въртящ момент, подходящ за големи витла, големи тяга и носещи платформи .

Погрешно схващане: По -високият KV не означава непременно по -голяма тяга . истинската тяга зависи от мощността и ефективността, които двигателят може непрекъснато да извежда при определено натоварване (витлер) .

 

3. Примерен анализ: разлики в различните KV на една и съща платформа

Вземете за пример два VSD мотора:

модел	Kv стойност	Обхват на напрежението	Максимална мощност	Максимална тяга	приложение
2306	2400kv	6S	901W	1683g	FPV състезателна машина
3115	900kv	6S~8S	1617W	4185g	Мулти-роторна въздушна фотография

 

Със същото 6S напрежение, въпреки че 2306 има висока скорост, тягата му очевидно е по -ниска от тази на 3115., това е най -доброто обяснение, че стойността на KV не е пропорционална на тягата .

 

Calculating motor thrust is not as "metaphysical" as many people think. Even if you don't have sophisticated testing equipment, as long as you master basic logic, reference data and reasonable estimates, you can make a preliminary judgment on whether a motor is suitable for your drone project.

 

Учи ви на три нива:

1. Метод за оценка на коефициента на тяга към тегло (приложим за повечето сценарии на приложение)

Това е най -често срещаната и практична основа за подбор:

Препоръчителна обща тяга=тегло на излитане × Препоръчително съотношение на тегло на тегло

Тип полет	Препоръчително съотношение тяга-тегло
Въздушна фотография/картографиране	2:01
Товар/индустриално разследване	2.5–3:1
Състезания през	4–6:1

 

Пример:

Ще сглобите Quadcopter Drone за въздушна фотография . теглото му за излитане, когато е напълно заредено, е 2 . 2 кг.

Препоръчителното съотношение на тяга към тегло е 2: 1, така че се нуждаете от обща тяга, по-голяма или равна на 4 . 4kg (4400g).

Тогава минималната тяга на всеки двигател трябва да бъде: 1100g .

 

2. метод за сравнение на таблици (приложимо, когато има данни за тест на производителя)

Ако изберете двигател с подробни тестови данни, като например VSD серията, можете директно да се обърнете към неговите максимални статични параметри на тягата и да ги сравните с вашите нужди .

Модел на двигателя	Препоръчително напрежение	Максимална тяга	Препоръчително максимално натоварване (съотношение на тегло 2: 1)
3115	6S–8S	4185g	По -малко или равно на2.1 кг
2808	6S	2910g	По -малко или равно на1,45 кг
2306	6S	1683g	По -малко или равно на0,8 кг

 

По този начин можете бързо да филтрирате обхвата на двигателите, които отговарят на изискванията за натоварване на цялата машина .

 

3. Метод за ръчно изчисляване (за подробна оценка или Направи си сам потребители)

Ако сте много чувствителни към параметрите или нямате готови данни за тягата, можете също да го прецените въз основа на следната връзка:

(1) Оценка на метода на мощност:

Теоретична тяга ≈ c × √ (мощност × диаметър на витлото)

Където C е емпиричен коефициент, обикновено вариращ от около 6 до 9., колкото по -голям е витлото, толкова по -голяма е ефективността .

 

Пример: Вие оценявате максималната мощност на двигателя да бъде 1600W с 13- инч витлер .

Прогнозната тяга е ≈ 7 × √ (1600 × 13) ≈ 7 × √20800 ≈ 7 × 144 ≈ 1008g

 

Този метод е подходящ за приблизителна оценка и действителната тяга все още трябва да се основава на действителни измервания .

 

След като сте определили необходимия модел на тяга и двигател, следващата стъпка е да се вземат предвид съвпадението на поддържащата система, особено ESC и батерията ., ако токът на ESC е недостатъчен и изходът на батерията е нестабилен, системата няма да работи стабилно, дори ако тягата е достатъчна .

 

Ето три основни принципа за съвпадение:

1. ESC токът трябва да е по -голям от максималния ток на двигателя

Токът на ESC трябва да надвишава максималния непрекъснат ток на двигателя с коефициент от 1,2 до 1,5

 

Практически съвети: Изберете ESC, който е 20-50% по -висок от максималния ток на двигателя

 

Пример:

VSD 3115 двигател, максималният ток е около 50a

→ Препоръчителен ESC ток, по -голям или равен на 60a

 

VSD 2306 Мотор, максималният ток е около 35A

→ Препоръчителен ESC ток, по -голям или равен на 45A

 

ЗАБЕЛЕЖКА: Въпреки че изборът на ESC, който е твърде голям, е безопасен, той също може да увеличи теглото и консумацията на енергия, което води до отпадъци от ефективност .

 

2. Напрежението на батерията трябва да съответства на стойността на двигателя KV и среда за използване

Стойността на KV определя колко S батерии трябва да използвате (1S=3.7 V) . Изборът на грешно напрежение на батерията ще доведе до недостатъчна тяга или претоварване и изгаряне .

KV обхват	Препоръчителен номер на батерията	Предложения за кандидатстване
800–1000kv	6S ~ 8S	Средна и мащабна въздушна фотография/проучване
1300–1500kv	4S ~ 6S	Мулти-роторна платформа
1800kv и по -горе	4S ~ 6S	FPV състезания, леки самолети

 

Пример:

VSD 4720 Мотор, 420kv → 6s ~ 8s Препоръчва се

VSD 2808 Мотор, 1500kv → 6s Препоръчва се

VSD 2306 мотор, 2400kv → 4s или 6s препоръчани (в зависимост от изискванията на задачата)

 

3. Размерът на витлото влияе върху ефективността на тягата и натоварването на системата

Колкото по -голям е размерът на витлото, толкова по -голям е въртящият момент и тягата, но толкова по -голяма е тежестта на ESC и двигателя ., се препоръчва да се избере комбинация от разумен витло на витлото въз основа на тестовите данни, предоставени от производителя .

 

В комбинация с VSD моторни калъфи, бързо завършете тягата и поддръжката на системата

В предишните раздели обяснихме дефиницията на тягата, метода на изчисление, връзката на напрежението и как да изберем ESC и батерията . сега ще използваме истинските данни на VSD Drone Motors, за да ви покажем практическа логика на подбор .

 

По-долу са някои типични модели на съвпадащи предложения за селекция, подходящи за различни сценарии на полети от леки дронове на крос-кънтри до големи мулти-ротори:

Модел на двигателя	Kv стойност	Препоръки за напрежение	Максимална тяга	Препоръчителни остриета на витлото	Препоръчителен ESC ток	Приложими сценарии
2306 ДРОН МОТОР	1800–2400kv	4S~6S	1683g	5×4.3×3 витло с три острие	По -голям или равен на40A	FPV състезания/ дрон
2808 двигател на дрона	1300–1950kv	6S	2910g	7-9 инч витло	По -голям или равен на45A	Средно състезания/ Мултиротор с малък товар
2207 двигател на дрона	1960kv	6S	1702g	5 -инчов витло	По -голям или равен на40A	Състезателен дрон
3115 двигател на дрона	900–1520kv	6S~8S	4185g	13×6.5 витло	По -голям или равен на60A	Въздушна фотография/разузнавателни дронове
2812 двигател на дрона	900kv	6S	2710g	10-12 инч витло	По -голям или равен на50A	Платформа за въздушна фотография със среден товар/индустриална полетна платформа
2807 двигател на дрона	1350–1750kv	4S~6S	2728g	6-8 инч витло	По -голям или равен на50A	Многороторна / гъвкава платформа с висока маневреност
4720 ДРОН МОТОР	420kv	6S~8S	7232g	15×7×3 или 13×9×3	По -голям или равен на80~100A	Средно и голямо въздушно проучване/търговска платформа
5315 двигател на дрона	380kv	6S~12S	9034g	18×5.5 витло	По -голям или равен на100A	Платформа за дрон/доставка на промишлен клас

 

ЗАБЕЛЕЖКА: Стойността на тока на ESC в таблицата се препоръчва да бъде по-голяма или равна на максималния ток на двигателя × 1 . 2 ~ 1.5. Размерът на витлото се препоръчва въз основа на тестовата ефективност . действителният избор трябва да бъде фино настроен въз основа на натоварването, времето на полета и тялото на тялото.

 

Съвети за избор Напомняне:

 

Ако сте загрижени за живота на батерията, трябва да дадете приоритет на ниската комбинация KV + голям витло;

 

Ако търсите експлозивна мощност или състезателни реакции, изборът на висок KV + малък витло ще бъде по -гъвкав;

 

Препоръчва се да се използват батерии с висока степен на СС, за да се избегнат текущи затруднения, влияещи върху производителността на тягата .

 

ESC трябва да има достатъчно ток, за да не го изгори поради дългосрочно тежко натоварване .

 

Във VSD предоставихме пълни тестови данни и подкрепящи препоръки за всеки модел, за да ви помогнем бързо да завършите избора на електроенергия и да намалим разходите за изпитания и грешки .

 

За подробни таблици с данни, криви на изпълнение на тягата или препоръки за персонализирана система за захранване, не се колебайте да се свържете с нашия екип . Ние предлагаме пълна поддръжка за OEM/ODM клиенти--от дизайнерска консултация с масово производство ., ние предоставяме поддръжка на едно гише от съвпадение на решение за масово производство за OEM/ODM клиенти {.}