Com calcular la guia d’empenta del motor drone pas a pas

 

En els nostres articles anteriors, hem esmentat repetidament que el motor és el sistema de potència principal del drone, que determina si el drone pot volar, com és estable a l’aireQuè és un motor de corrent continu (BLDC), Com funcionen els motors de drone, iCom triar diferents tipus de motors drone ...

 

Ara, és hora de fer una ullada més a prop d’un altre paràmetre clau: Thrust .

 

Impulsa determina si un drone pot enlairar -se i passar i també determinar si podeu muntar càmeres, mapejar mòduls, càrrega de càrrega i altres equips de missió .

 

Impulsió insuficient → no pot volar; Massa empenta → malgasta energia i redueix la resistència .

Només amb l’empenta adequada, el motor, l’hèlix, el controlador de velocitat elèctrica i la bateria formen un sistema estable i eficient .

 

A la secció següent, us ensenyarem les idees bàsiques d’avaluació d’empenta pas a pas, des de la definició d’empenta, càlcul de potència del motor, recomanacions de proporció d’empenta-pes, fins a mètodes de concordança d’ESC .

 

En física, l’empenta és la força que empeny un objecte cap endavant o cap amunt, i la seva unitat sol ser Newton (n) o gram (g)/quilogram (kg) . a la indústria del drone, més sovint utilitzem "grams" o "quilograms" per mesurar l'empenta del motor, cosa que reflecteix directament la quantitat de pes que pot "aixecar" .}

 

1. Definició bàsica d'empenta

Thrust=Motor + Hèlix Força ascendent a una determinada potència d'entrada

 

Per exemple:

Si un motor produeix 1000g d’empenta, vol dir que pot “aixecar” un pes inferior a 1kg en condicions estàtiques .

 

L’empenta de cada motor d’un quadcopter és de 1000g i l’empenta total és de 4.000g (4kg), que teòricament pot suportar un pes màxim d’enlairament de 2kg (proporció d’empenta-pes de 2: 1) .

Aquest valor està directament relacionat amb la "capacitat d'enlairament" de l'aeronau i la "capacitat de càrrega" .

 

2. Impulsa estàtica vs Impulsa dinàmica

En aplicacions pràctiques, sovint distingim entre empenta estàtica i empenta dinàmica:

tipus	Definició	Mètode de prova
Empenta estàtica	L’empenta generada pel motor + l’hèlix en aire quiet	Col·locat a la plataforma de proves d’empenta
Empenta dinàmica	L’empenta que pot proporcionar l’hèlix Motor + en vol/moviment	Túnel de vent o mesura aèria (més complex)

El valor d’empenta del motor de què parlem sovint es refereix normalment a la "empenta estàtica", que també és les dades estàndard provades i publicades pels fabricants de motors .

 

3. Ràtio Thrust-a-Pesos: un indicador de clau per seleccionar un motor

Ràtio Thrust-a-Pes=Total Impuls ÷ El pes enlairat, és un indicador important per avaluar el rendiment del vol:

Ús del vol	Ràtio recomanat d'empenta-pes	il·lustrar
Fotografia aèria/mapeig drone	2:01	Assegureu -vos que l’estabilitat de la càrrega i la càrrega
Operacions de reconeixement industrial/Highland	2.5:1 ~ 3:1	Millora la redundància per afrontar els canvis en la pressió/entorn de l’aire
Racing FPV Drone	4:1 ~ 6:1	L’acceleració ràpida i les maniobres intenses requereixen una elevada relació d’empenta-pes

Per exemple, per a un drone de fotografia aèria amb un pes enlairat de 1500g, l’empenta total recomanada és d’uns 3000G, cosa que significa que heu de triar una solució on cada motor pugui proporcionar almenys 750g d’empenta estàtica .

 

Per entendre el mecanisme de generació d’empenta motora, heu d’entendre una relació física bàsica:

Potència del motor (w)=tensió (v) × corrent (a)

 

La generació d’empenta és essencialment que després que el motor consumeixi una certa potència elèctrica, accelera l’aire cap avall a través de l’hèlix, generant així una força de reacció ascendent . Com més gran sigui l’empenta, més gran és el consum d’energia, més gran és el corrent i més ràpid l’augment de la temperatura .

 

1. La influència de la tensió, el corrent i la potència en l'empenta

paràmetre	Declaració d'impacte
Tensió (V)	Com més gran sigui la tensió, més gran és la sortida de potència quan el corrent és el mateix→ més adequat per a grans plataformes d’empenta
Actual (a)	Indica la intensitat de càrrega actual del motor . Com més gran és la càrrega, més potència consumeix i més gran és la temperatura augment de la temperatura . s'ha de coincidir amb l'esc {{2} suficient
Potència (W)	Com més gran sigui la potència, més gran és l’empenta en teoria, però tingueu cura de si supera els límits del motor i esc .

 

La millora d’empenta no es pot aconseguir simplement augmentant un paràmetre únic ., per exemple, simplement augmentar la tensió o el corrent pot causar sobreescalfament, cremada d’ESC, caiguda de tensió de la bateria o fins i tot pèrdua de control de vol .

 

2. La relació entre el valor KV i l'empenta: no us confongueu per "alta velocitat"

El valor KV (rpm/v) indica la velocitat que el motor pot arribar quan el motor està sota condició de càrrega sense càrrega i la tensió d'entrada és 1V . Per exemple, per a un motor 1 000 KV, la velocitat teòrica és de 10.000 rpm a 10V tensió .

 

Valor elevat de KV: alta velocitat, però un parell baix, adequat per a petites hélices, càrregues de llum i escenaris de curses;

 

Valor baix KV: de baixa velocitat però de parell alt, adequat per a hèlixs grans, grans plataformes d’empenta i de càrrega .

Concepció errònia: un KV superior no significa necessàriament una major empenta . L’empenta real depèn de la potència i l’eficiència que el motor pugui produir contínuament sota una certa càrrega (propulsor) .

 

3. Exemple Anàlisi: diferències d'empenta de diferents KVs a la mateixa plataforma

Agafeu dos motors VSD com a exemple:

model	Valor KV	Gamma de tensió	Potència màxima	Empenta màxima	aplicació
2306	2400kV	6S	901W	1683g	Màquina de carreres FPV
3115	900kV	6S~8S	1617W	4185g	Fotografia aèria multi-rotor

 

Amb la mateixa tensió 6s, tot i que el 2306 té una velocitat alta, la seva empenta és òbviament inferior a la de 3115. Aquesta és la millor explicació que el valor KV no és proporcional a la Thrust .

 

El càlcul de l’empenta del motor no és tan “metafísica”, ja que molta gent pensa ., fins i tot si no teniu equips de prova sofisticats, sempre que domineu la lògica bàsica, les dades de referència i les estimacions raonables, podeu fer un judici preliminar sobre si un motor és adequat per al vostre projecte drone .

 

Us ensenyem a tres nivells:

1. Mètode d'estimació de la proporció Thrust-a-Pes (aplicable a la majoria dels escenaris d'aplicació)

Aquesta és la base més comuna i pràctica per a la selecció:

Recomanat Tour Thrust=Pes d'enlairament × Ràtio recomanat d'empenta-pes

Tipus de vol	Ràtio recomanat d'empenta-pes
Fotografia aèria/mapeig	2:01
Investigació de càrrega/industrial	2.5–3:1
Racing a través	4–6:1

 

Exemple:

Vostè muntarà un drone quadcopter per a la fotografia aèria . El seu pes enlairat quan es carrega completament és 2 . 2 kg.

La proporció d'empenta-pes recomanada és de 2: 1, de manera que necessiteu una empenta total superior o igual a 4 . 4kg (4400G).

Llavors l’empenta mínima de cada motor ha de ser: 1100g .

 

2. Mètode de comparació de taula (aplicable quan hi ha dades de prova del fabricant)

Si trieu un motor amb dades de prova detallades, com la sèrie VSD, podeu referir -vos directament als seus paràmetres d’empenta estàtic màxim i comparar -les amb les vostres necessitats .

Model de motor	Tensió recomanada	Empenta màxima	Càrrega màxima recomanada (proporció d'empenta-pes 2: 1)
3115	6S–8S	4185g	Menys o igual a2,1kg
2808	6S	2910g	Menys o igual a1.45kg
2306	6S	1683g	Menys o igual a0,8 kg

 

D’aquesta manera, podeu filtrar ràpidament la gamma de motors que compleixen els requisits de càrrega de tota la màquina .

 

3. Mètode de càlcul manual (per a estimació detallada o usuaris de bricolatge)

Si sou molt sensibles als paràmetres o no teniu dades d’empenta llestes, també podeu estimar -la en funció de la següent relació:

(1) Estimació del mètode de potència:

Empenta teòrica ≈ c × √ (Diàmetre de potència × hèlix)

On C és un coeficient empíric, normalment des d’uns 6 a 9. Com més gran és l’hèlix, més gran és l’eficiència .

 

Exemple: estimeu que la potència del motor màxim sigui de 1600W amb un hèlix 13- polzada .

L’empenta estimada és ≈ 7 × √ (1600 × 13) ≈ 7 × √20800 ≈ 7 × 144 ≈ 1008G

 

Aquest mètode és adequat per a l'estimació aproximada i l'empenta real encara s'ha de basar en les mesures reals .

 

Un cop hàgiu determinat l’empenta i el model de motor necessaris, el següent pas és considerar la concordança del sistema de suport, especialment l’ESC i la bateria . si el corrent ESC és insuficient i la sortida de la bateria és inestable, el sistema no funcionarà de manera estable encara que l’empenta sigui suficient .

 

A continuació, es mostren tres principis bàsics de concordança:

1. El corrent ESC ha de ser superior al corrent màxim del motor

La qualificació de corrent ESC hauria de superar el corrent continu del motor en un factor d’1,2 a 1,5

 

Consells pràctics: trieu un ESC que sigui 20-50% superior al corrent màxim del motor

 

Exemple:

Motor VSD 3115, el corrent màxim és d’uns 50A

→ Corrent ESC recomanat superior o igual a 60A

 

Motor VSD 2306, el corrent màxim és d’uns 35A

→ Corrent ESC recomanat superior o igual a 45A

 

Nota: tot i que l’elecció d’un ESC massa gran és segur, també pot augmentar el consum i el consum d’energia, donant lloc a residus d’eficiència .

 

2. La tensió de la bateria ha de coincidir amb el valor KV del motor i l'entorn d'ús

El valor KV determina quantes bateries S heu d'utilitzar (1s=3.7 v) . L'elecció de la tensió de la bateria equivocada donarà lloc a una empenta o sobrecàrrega insuficient i cremada .

Gamma KV	Número de bateria recomanat	Suggeriments d'aplicació
800–1000kV	6S ~ 8S	Fotografia aèria/enquesta aèria a escala mitjana i gran
1300–1500kV	4S ~ 6S	Plataforma multi-rotor
1800kV i més amunt	4S ~ 6S	Curses FPV, avions lleugers

 

Exemple:

Motor VSD 4720, 420kV → 6s ~ 8s recomanat

Motor VSD 2808, 1500kV → 6s recomanat

Motor VSD 2306, 2400kV → 4S o 6s recomanat (segons els requisits de la tasca)

 

3. La mida de l'hèlix afecta l'eficiència d'empenta i la càrrega del sistema

Com més gran sigui la mida de l’hèlix, més gran és el parell i l’empenta, però com més gran sigui la càrrega del motor i del motor ., es recomana triar una combinació de tipus d’hèlix raonable basada en les dades de prova proporcionades pel fabricant .

 

Combinat amb les fundes de motor VSD, completeu ràpidament l’empenta i la selecció del sistema de suport

A les seccions anteriors, vam explicar la definició d’empenta, mètode de càlcul, relació de tensió-corrent i com seleccionar ESC i bateria . Ara, utilitzarem les dades reals de motors de drone VSD per mostrar-vos una lògica de selecció pràctica .

 

A continuació, es mostren alguns models típics de suggeriments de selecció coincidents, adequats per a diferents escenaris de vol, des de drons de fons lleuger fins a grans rotors:

Model de motor	Valor KV	Recomanacions de tensió	Empenta màxima	Llades d’hèlix recomanades	Corrent ESC recomanat	Escenaris aplicables
2306 Motor Drone	1800–2400kV	4S~6S	1683g	5×4.3×3 hèlix de tres fulles	Més gran o igual a40A	FPV Racing/ Drone
Motor de drone 2808	1300–1950kV	6S	2910g	7-9 hèlix de polzada	Més gran o igual a45A	Multirotor de carreres mitjanes/ petita càrrega
2207 Motor Drone	1960kv	6S	1702g	Hèlix de 5 polzades	Més gran o igual a40A	Drone de carreres
3115 Motor Drone	900–1520kV	6S~8S	4185g	13×6.5 Hèlix	Més gran o igual a60A	Fotografia aèria/Drons de reconeixement
Motor de drone 2812	900kV	6S	2710g	10-12 hèlix de polzada	Més gran o igual a50A	Plataforma de fotografia aèria de càrrega mitjana/industrial
Motor de drone 2807	1350–1750kV	4S~6S	2728g	6-8 hèlix de polzada	Més gran o igual a50A	Plataforma Multirotor / Flexible d’alta maniobrabilitat
Motor de drone 4720	420kV	6S~8S	7232g	15×7×3 o 13×9×3	Més gran o igual a80~100A	Plataforma comercial/enquesta aèria mitjana i gran
5315 Motor Drone	380kV	6S~12S	9034g	18×5.5 Hèlix	Més gran o igual a100A	Plataforma de drone/lliurament de càrrega útil industrial

 

Nota: Es recomana que el valor de corrent ESC de la taula sigui superior o igual al corrent màxim del motor × 1 . 2 ~ 1.5. La mida de l'hèlix es recomana en funció de l'eficiència de la prova . La selecció real s'ha de ajustar a la càrrega basada en la càrrega, el temps de vol i l'estructura del cos.

 

Recordatori de consells de selecció:

 

Si us preocupa la durada de la bateria, haureu de donar prioritat a la combinació de hèlix KV + gran KV +;

 

Si busqueu una resposta explosiva o una resposta a les curses, l’elecció de l’hèlix elevat de KV + petit serà més àgil;

 

Es recomana utilitzar bateries de velocitat C elevada per evitar els colls d'ampolla actuals que afectin el rendiment d'empenta .

 

L’ESC necessita tenir prou corrent per evitar que es cremi a causa de la càrrega pesada a llarg termini .

 

A VSD, hem proporcionat dades de prova completes i recomanacions de suport per a cada model per ajudar -vos a completar ràpidament la selecció del sistema d’energia i reduir els costos d’assaig i error .

 

Per a fulls de dades detallats, corbes de rendiment d’empenta o recomanacions del sistema d’energia personalitzats, no dubteu en contactar amb el nostre equip . Oferim suport complet per a clients OEM/ODM, des de la consulta de disseny fins a la producció massiva . proporcionem suport únic de la solució a la producció de masses per als clients OEM/ODM .}