Prędkość silnika dronu, moment obrotowy i prędkość: zrozumienie parametrów wydajności rdzenia

 

Przy zakupie lub użyciu silników dronów, pierwszą reakcją wielu ludzi jest sprawdzenie „kv wartości" i „maksymalnego ciągu", ale często pomijają podstawowe czynniki za tymi wartościami: prędkość silnika, moment obrotowy i prędkość lotu - prawdziwe parametry definiujące wydajność dowolnego drona .

 

Te trzy czynniki oddziałują ze sobą i wspólnie określają prędkość odpowiedzi samolotu, pojemność obciążenia, efektywność energetyczną i stabilność lotu . w prostych warunkach:

Prędkość (RPM): Określa, jak szybko obraca się śmigło;

 

Torque (NM): Określa, jak duży można napędzać śmigło i ile obciążenia może wytrzymać;

 

Prędkość lotu: nie jest określana wyłącznie przez prędkość obrotową, ale jest wynikiem skoordynowanego systemu kontroli .

 

W przypadku różnych scenariuszy aplikacji, takich jak przemysłowa fotografia powietrzna, rozpoznanie, mapowanie lub wyścigi biegowe, jak dopasować odpowiednią platformę prędkości silnika i zakres wyjściowy momentu obrotowego zgodnie z wymaganiami zadań, jest bardzo krytycznym linkiem .

 

W naszym poprzednim artykule wspomnieliśmy o tym główne silniki dronów używają bezszczotkowych silników prądu stałego (BLDC), które osiągają szybką obrót poprzez regulację sygnałów napięcia i sterowania . Jednak podczas rzeczywistego lotu silnik nie zawsze działa bez obciążenia ., ma to wpływ na wiele czynników, takich jak obciążenie ostrza, odporność na powietrze i reakcja ESC, a prędkość i moment obrotowy również zmienia się dynamicznie .

 

Jeśli chcesz jeszcze bardziej poprawić wydajność lotu, wydłużyć czas lotu lub zwiększyć ładowność, sama „wartość KV" to zdecydowanie za mało. Tylko zrozumienie istotnych parametrów prędkości i momentu obrotowego pozwoli Ci dokonać prawdziwie uzasadnionego wyboru i osiągnąć stabilną wydajność.

 

W tabeli parametrów silników dronów wartość KV (RPM/V) jest jednym z najczęstszych wskaźników wydajności. Wskazuje prędkość teoretyczną, którą silnik może wygenerować dla każdego napięcia wejściowego 1 V w warunkach bez obciążenia, a urządzeniem jest „RPM na wolt" .

 

Na przykład silnik o wartości KV równej 1000 ma teoretyczną prędkość bez obciążenia 10 × 1000 = 10 000 obr./min przy napięciu 10 V.

 

Należy zauważyć, że:

Im wyższa wartość KV, tym większa prędkość bez obciążenia, co jest odpowiednie dla lotów z dużą prędkością i niewielkim obciążeniem, takich jak drony.

Im niższa wartość KV, tym mniejsza prędkość na jednostkę napięcia, ale może to generować wyższy moment obrotowy, co jest odpowiednie dla platform do fotografii lotniczej o większym obciążeniu i bardziej stabilnym locie.

Jednak wartość KV służy jedynie jako teoretyczne odniesienie w warunkach bez obciążenia. W rzeczywistych warunkach lotu na silnik będzie miało wpływ wiele czynników, takich jak obciążenie śmigła, ograniczenie prądu regulatora ESC, pojemność rozładowania akumulatora itp., a rzeczywista prędkość będzie zazwyczaj niższa niż wartość teoretyczna.

Dlatego wybierając silnik, należy nie tylko kierować się wartością liczbową współczynnika KV, ale także dokonać kompleksowej oceny na podstawie takich czynników, jak platforma napięciowa, ustawienia regulatora napięcia, parametry śmigła itp., aby w pełni zrozumieć stan roboczy i potencjał wydajnościowy silnika.

 

Kiedy wiele osób po raz pierwszy dowie się o silnikach dronów, zastosują pozornie prostą formułę:

Theoretyczna (RPM)=Wartość × KV Wartość

 

Ta formuła jest zasadniczo ważna w warunkach bez obciążenia ., na przykład dla silnika o wartości kV 1500, po zasilaniu baterią 6s (22,2 V) prędkość teoretyczna bez obciążenia powinna wynosić:

1500 × 22.2=33, 300 RPM

 

Ale problem polega na: silniki nigdy nie działają bez obciążenia, gdy dron leci .

 

Podczas rzeczywistego lotu na silnik wpływa różnorodne czynniki obciążenia i środowiska, a jego prędkość jest często niższa niż wartość teoretyczna ., w szczególności w grę wchodzą następujące czynniki:

Obciążenie śmigła: im większy i cięższy śmigło, tym większy opór i bardziej oczywisty spadek prędkości;

 

Odporność na powietrze i wysokość: Zmiany gęstości powietrza wpłyną na wydajność śmigła i pośrednio wpływają na prędkość silnika;

 

Napięcie akumulatora: przy wysokim obciążeniu lub długoterminowym lotu napięcie spadnie, a prędkość spadnie jednocześnie;

 

Strategia kontroli ESC: Niektóre strategie kontroli lotu nie pozwalają silnikowi działać z pełną prędkością, ale optymalizację wydajności;

 

Wzrost temperatury motorycznej: Gdy temperatura wzrośnie, opór wewnętrzny wzrasta, co również nieznacznie wpłynie na wydajność prędkości .

 

Jeśli wybierasz lub analizujesz wydajność, nie jest to wystarczające, aby polegać wyłącznie na obliczaniu „KV × napięcie" . zalecamy użycie mierzonych danych dotyczących wyników w ramach silników dronów VSD, aby dokonać kompleksowej oceny, która obejmuje nie tylko wartość KV, moc i prąd, ale także rzeczywisty prędkość i pchnięcie wyjściowe wyjściowe w różnych połączeniach Blade.

 

Ta „krzywa prędkości obciążenia" mówi więcej o prawdziwych możliwościach silnika niż jeden numer kiedykolwiek mógł .

 

Moment obrotowy jest kluczowym parametrem pomiaru siły napędowej silnika. Reprezentuje on „siłę obrotową" wywieraną przez wał silnika. Jeśli prędkość określa „prędkość", to moment obrotowy określa „co można napędzać".

 

W dronach silnik nie obraca się samodzielnie, lecz napędza śmigło. Proces przecinania powietrza przez śmigło i generowania siły nośnej zasadniczo opiera się na momencie obrotowym dostarczanym przez silnik.

 

Mówiąc prosto:

Pchód ≈ moment obrotowy × średnica śmigła × obciążenie tonu

Uwaga: Jest to uproszczona formuła koncepcyjna; W praktyce wytwarzanie ciągu zależy również od gęstości powietrza, kształtu śmigła i prędkości obrotowej .

 

Oznacza to:

Przy tej samej prędkości, im większy moment obrotowy, tym mocniejsze śmigło;

 

Niewystarczający moment obrotowy może również powodować opóźnienie prędkości śmigła, powolną reakcję lotu i zwiększone zużycie energii.

Należy zauważyć, że wysoki moment obrotowy ≠ wysoka wartość KV. Z kolei w rzeczywistych zastosowaniach niska wartość KV + wysoki prąd wejściowy z większym prawdopodobieństwem zapewnią wysoki moment obrotowy, dlatego duże drony do fotografii lotniczej często wykorzystują rozwiązania silnikowe o KV w zakresie 300–500.

 

Jeśli moment obrotowy jest niewystarczający, silnik nie może napędzać dużego śmigła, nawet przy wysokiej wartości KV;

 

Na przykład w naszym bezszczotkowym silniku VSD 5315, z platformą napięciową 6S–12S, możemy osiągnąć maksymalny ciąg do 9034 g. To właśnie dzięki dopasowaniu niskiej wartości KV i wysokiego prądu uwalniany jest duży moment obrotowy, co pozwala na stabilny lot dużych łopat.

 

Wiele osób uważa, że prędkość lotu drona zależy głównie przez prędkość silnika ., tym wyższa prędkość, tym szybciej leci . w rzeczywistości ten widok jest tylko częściowo poprawny .

 

W przypadku dronów wielozadaniowych prędkość lotu zależy od wielu czynników:

Postawa samolotu: kąt pochylenia kadłuba bezpośrednio wpływa na rozkład ciągu i prędkość do przodu;

 

Algorytm sterowania: System sterowania lotem osiąga stabilny i wydajny lot, dostosowując prędkość i kąt silnika;

 

Wydajność śmigła: Projekt różnych łopat śmigła wpływa na cechy aerodynamiczne, co z kolei wpływa na prędkość i wytrzymałość .

 

Dlatego po prostu zwiększenie prędkości silnika nie zwiększy znacząco maksymalnej prędkości lotu drona . w rzeczywistości nadmierna prędkość silnika może prowadzić do:

Wydajność jest zmniejszona, ponieważ utrata energii silnika i ostrzy wzrasta przy dużych prędkościach;

 

Zwiększone zużycie energii wpływa na żywotność baterii;

 

Kontrola lotu jest trudna do dokładnego kontrolowania, co może zmniejszyć stabilność lotu .

 

Aby poprawić ogólną prędkość lotu drona, konieczne jest kompleksowa optymaliza

 

Kupując lub używając silników dronów, wiele osób ma tendencję do nieporozumienia polegającego na patrzenia tylko na jeden parametr . w rzeczywistości ocena wydajności motorycznej musi zintegrować wiele podstawowych wskaźników, aby naprawdę odzwierciedlać jego zastosowanie .

 

1. Wartość KV, moment obrotowy i rzeczywistą prędkość - wszystkie są niezbędnymi czynnikami w ocenie wydajności .

Wartość KV reprezentuje teoretyczny poziom prędkości silnika, gdy jest rozładowany, ale nie reprezentuje faktycznego stanu roboczego;

 

Moment obrotowy odzwierciedla siłę napędową silnika, gdy jest obciążony i jest kluczowym czynnikiem wytwarzania ciągu;

 

Tylko po połączeniu tych trzech można w pełni zrozumieć wydajność silnika .

 

2. rozsądny wybór zgodnie z scenariuszami aplikacji

Drony wyścigowe zwykle wykorzystują silniki o dużej prędkości i szybkiej, aby osiągnąć szybszą reakcję i większą prędkość;

 

Przemysłowe fotografie powietrzne i drony nośne zwracają większą uwagę na moment obrotowy i stabilność, i często wybierają niskie modele KV, wysokiego momentu obrotowego, aby zapewnić wysoki ciąg i wytrzymałość;

Prędkość odzwierciedla prędkość roboczą silnika w rzeczywistych warunkach obciążenia i napięcia i określa prędkość odpowiedzi lotu .

 

Platformy wielofunkcyjne muszą osiągnąć równowagę między prędkością a momentem obrotowym, aby spełnić różnorodne wymagania misji .

 

3. Patrz pełny raport testowy producenta i faktyczne informacje zwrotne od lotu

Dane teoretyczne są ważne, ale wydajność w rzeczywistym użyciu może lepiej odzwierciedlać jakość silnika . użytkowników:

W połączeniu ze szczegółowym raportem testowym producenta, zrozum konkretne dane silnika pod różnymi napięciami i obciążeniami;

 

Patrz faktyczne informacje zwrotne od lotu od pilotów lub użytkowników, aby ocenić stabilność i trwałość silnika .

 

Tylko poprzez naukową i kompleksową ocenę możesz upewnić się, że wybierzesz silnik dronów, który najlepiej odpowiada Twoim potrzebom .

 

Wybierając niezawodny silnik dronów, powinieneś nie tylko zwrócić uwagę na wskaźniki wydajności, ale także siłę produkcyjną producenta i wsparcie techniczne .Jako profesjonalny producent silników dronów, VSD zapewnia wysokiej jakości, niestandardowe produkty motoryczne bezszczotkowatego dla globalnych klientów z wieloletnim doświadczeniem badawczo-rozwojowym oraz kompletnym systemem zarządzania jakością .

 

Zalety VSD:

Bogate linie produktów, pokrywające z niskiego KV do wysokiego KV, aby zaspokoić różne potrzeby aplikacyjne;

 

Ścisła kontrola jakości zapewnia, że każdy silnik ma stabilną wydajność i długą żywotność usług;

 

Profesjonalne możliwości dostosowywania, dostosowanie parametrów i projektów zgodnie z potrzebami klientów, obsługując wiele specyfikacji;

 

Ukończ usługę posprzedażną, zapewniając wsparcie techniczne i dane testowe, pomagając klientom szybko rozwiązywać problemy .

 

Zalecane silniki dronów z VSD

model	Zakres wartości KV	Zakres napięcia	Maksymalna moc (w)	Maksymalny ciąg (g)	Obowiązujące scenariusze
5315 silnik dronów	380 kV	6S~12S	4257	9034	Przemysłowy dron wielozadaniowy
4720 silnik dronów	420 kV	6S~8S	3037	7232	Fotografia lotnicza i średniej wielkości drony
3115 Silnik dronów	900KV/1050KV/1520KV	5S~8S	1617	4185	Wyścigi i lekkie drony
2306 Silnik dronów	1800KV ~ 2400 kV	4S~6S	901	1683	Dron wyścigowy FPV
2808 Silnik dronów	1300KV ~ 1950KV	6S	1623.5	2910.4	Wielofunkcyjny dron ładunku światła
2207 silnik dronów	1960KV	6S	902.48	1702.7	Dron wyścigowy FPV
2812 Silnik dronów	900KV	6S	1010	2710	Średni dron wielozadaniowy
2807 Silnik dronów	1350KV ~ 1750 kV	4S~6S	1436	2728.4	Wielofunkcyjny dron ładunku światła

 

Niezależnie od tego, czy potrzebujesz wysokiego ciągu do zastosowań przemysłowych, czy wyścigów o wysokiej prędkości, VSD może zapewnić odpowiednie profesjonalne rozwiązania .