Drone Motor İtme Adım Adım Kılavuz Nasıl Hesaplama Kılavuzu

 

Önceki makalelerimizde, motorun drone'un temel güç sistemi olduğunu ve drone'un uçup uçamayacağını, havada ne kadar kararlı olacağını, ağırlık taşıyıp taşıyamayacağını ve ne kadar süre uçabileceğini belirlediğini defalarca belirtmiştik. Fırçasız DC motorun (BLDC) ne olduğunu, drone motorlarının nasıl çalıştığını, Ve farklı drone motoru türlerinin nasıl seçileceğini zaten biliyorsunuz...

 

Şimdi, bir diğer önemli parametreye daha yakından bakma zamanı: itme kuvveti.

 

İtki kuvveti, bir drone'un kalkış ve havada asılı kalıp kalamayacağını ve ayrıca kamera, haritalama modülü, kargo ve diğer görev ekipmanlarının monte edilip edilemeyeceğini belirler.

 

Yetersiz itme kuvveti → uçamaz; çok fazla itme kuvveti → enerji israfına neden olur ve dayanıklılığı kısaltır.

 

Motor, pervane, elektrikli hız kontrol cihazı ve batarya, yalnızca uygun itme kuvvetiyle kararlı ve verimli bir sistem oluşturabilir.

 

Bir sonraki bölümde, itme kuvvetinin tanımından, motor gücü hesaplamasına, itme-ağırlık oranı önerilerinden ESC eşleştirme yöntemlerine kadar itme kuvveti değerlendirmesinin temel fikirlerini adım adım öğreteceğiz.

 

Fizikte itme kuvveti, bir nesneyi ileri veya yukarı doğru iten kuvvettir ve birimi genellikle Newton (N) veya gram (g)/kilogram (kg)'dır. İHA endüstrisinde, motorun itme kuvvetini ölçmek için genellikle "gram" veya "kilogram" kullanırız; bu, motorun ne kadar ağırlık "kaldırabileceğini" doğrudan yansıtır.

 

1. İtkinin Temel Tanımı

İtki = Motor + belirli bir giriş gücünde pervanenin yukarı doğru kuvveti

 

Örneğin:

Bir motor 1000 g itme kuvveti üretiyorsa, bu, statik koşullar altında 1 kg'dan daha hafif bir ağırlığı "kaldırabileceği" anlamına gelir.

 

Bir quadcopter'ın her bir motorunun itme kuvveti 1000 g ve toplam itme kuvveti 4000 g'dır (4 kg). Bu da teorik olarak maksimum 2 kg kalkış ağırlığını (itme-ağırlık oranı 2:1) destekleyebilir.

Bu değer, uçağın "kalkış kabiliyeti" ve "yük kapasitesi" ile doğrudan ilişkilidir.

 

2. statik itme vs dinamik itme

Pratik uygulamalarda, genellikle statik itme ve dinamik itme arasında ayrım yaparız:

tip	Tanım	Test yöntemi
Statik itme	Motor + Pervane tarafından Native Air'de üretilen itme	İtme test platformuna yerleştirilmiş
Dinamik itme	Motor + pervanenin uçuş/hareketle sağlayabileceği itme	Rüzgar tüneli veya hava ölçümü (daha karmaşık)

Genellikle bahsettiğimiz motor itme değeri genellikle motor üreticileri tarafından test edilen ve yayınlanan standart veriler olan "statik itme" anlamına gelir .

 

3. itme / ağırlık oranı: Bir motor seçmek için bir anahtar gösterge

İtme / ağırlık oranı=Toplam itme ÷ kalkış ağırlığı, uçuş performansını değerlendirmek için önemli bir göstergedir:

Uçuş kullanımı	Önerilen itme / ağırlık oranı	tasvir etmek
Hava fotoğrafçılığı/harita drone	2:01	Gezme ve yükleme stabilitesini sağlayın
Endüstriyel Keşif/Yayla Operasyonları	2.5:1 ~ 3:1	Hava basıncı/ortamındaki değişikliklerle başa çıkmak için fazlalığı artırmak
Yarış fpv drone	4:1 ~ 6:1	Hızlı ivme ve yoğun manevralar yüksek itme / ağırlık oranı gerektirir

Örneğin, 1500g kalkış ağırlığı olan bir hava fotoğrafçılığı dronu için, önerilen toplam itme yaklaşık 3000g'dir, yani her motorun en az 750g statik itme . sağlayabileceği bir çözüm seçmeniz gerektiği anlamına gelir.

 

Motor itme üretiminin mekanizmasını anlamak için temel bir fiziksel ilişkiyi anlamalısınız:

Motor Gücü (W)=voltaj (V) × Akım (a)

 

İtme üretimi esasen, motor belirli bir miktarda elektrik gücü tükettikten sonra, pervaneden havayı aşağı doğru hızlandırır, böylece yukarı doğru reaksiyon kuvveti üretir . İtme ne kadar büyük olursa, güç tüketimi ne kadar yüksek olursa, akım o kadar yüksek olur ve sıcaklık artışı o kadar yüksek olur .

 

1. Voltaj, akım ve gücün itme üzerindeki etkisi

parametre	Etki beyanı
Voltaj (V)	Voltaj ne kadar yüksek olursa, akım aynı olduğunda güç çıkışı o kadar yüksek olur→ Büyük itme platformları için daha uygun
Mevcut (A)	Motorun akım yük yoğunluğunu gösterir . Yük ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla güç tüketir ve sıcaklık artışı o kadar yüksek olur . Yeterli ESC ile eşleştirilmesi gerekir .
Güç (W)	Güç ne kadar büyük olursa, teoride itme o kadar büyük olur, ancak motorun sınırlarını aşıp aşmadığına dikkat edin .

 

İtme geliştirme, sadece tek bir parametre . arttırılarak elde edilemez.

 

2. KV değeri ve itme arasındaki ilişki: "Yüksek hız" ile karıştırmayın

KV değeri (RPM/V), motor yüksüz durumdayken ve giriş voltajı 1V olduğunda motorun ulaşabileceği hızı gösterir. Örneğin, 1000KV'lik bir motor için teorik hız, 10V voltajda 10.000 RPM'dir.

 

Yüksek KV değeri: yüksek hız ancak düşük tork, küçük pervaneler, hafif yükler ve yarış senaryoları için uygundur;

 

Düşük KV değeri: düşük hız ancak yüksek tork, büyük pervaneler, yüksek itme gücü ve yük taşıyan platformlar için uygundur.

Yanlış kanı: Daha yüksek bir KV, mutlaka daha yüksek itme gücü anlamına gelmez. Gerçek itme gücü, motorun belirli bir yük (pervane) altında sürekli olarak üretebileceği güç ve verimliliğe bağlıdır.

 

3. Örnek Analiz: Aynı platformdaki farklı KV'lerin itme farklılıkları

Örnek olarak iki VSD motor alın:

model	KV değeri	Voltaj aralığı	Maksimum güç	Maksimum itiş	başvuru
2306	2400kv	6S	901W	1683g	FPV yarış makinesi
3115	900kV	6S~8S	1617W	4185g	Çok rotorlu hava fotoğrafçılığı

 

Aynı 6S voltajında, 2306'nın hızı yüksek olmasına rağmen itişinin 3115'e göre daha düşük olduğu aşikardır. Bu, KV değerinin itişle orantılı olmadığının en iyi açıklamasıdır.

 

Motor itişini hesaplamak "metafizik" olarak değil, birçok insan sofistike test ekipmanınız olmasa bile, temel mantık, referans verileri ve makul tahminlerde bulunduğunuz sürece, bir motorun drone projeniz için uygun olup olmadığı konusunda bir ön yargıda bulunabilirsiniz .

 

Size üç seviyede öğretiyoruz:

1. İtme / ağırlık oranı tahmin yöntemi (çoğu uygulama senaryosu için geçerlidir)

Bu seçim için en yaygın ve pratik temeldir:

Önerilen Toplam İtme=Kalkış Ağırlığı × Önerilen İtme-Ağırlık Oranı

Uçuş türü	Önerilen itme / ağırlık oranı
Hava fotoğrafçılığı/haritalama	2:01
Kargo/Endüstriyel Soruşturma	2.5–3:1
Yarışmak	4–6:1

 

örnek:

Hava fotoğrafçılığı için bir quadcopter drone monte edeceksiniz . Tamamen yüklendiğinde kalkış ağırlığı 2 . 2 kg.

Önerilen itme / ağırlık oranı 2: 1'dir, bu nedenle 4 . 4kg (4400g) 'den daha büyük veya eşit bir toplam itmeye ihtiyacınız vardır.

O zaman her motorun minimum itişi: 1100g .

 

2. Tablo karşılaştırma yöntemi (üretici test verileri olduğunda uygulanabilir)

VSD serisi gibi ayrıntılı test verileri içeren bir motor seçerseniz, doğrudan maksimum statik itme parametrelerine başvurabilir ve bunları . ihtiyaçlarınızla karşılaştırabilirsiniz.

Motorlu model	Önerilen voltaj	Maksimum itiş	Önerilen maksimum yük (itme / ağırlık oranı 2: 1)
3115	6S–8S	4185g	Daha az veya eşit2.1kg
2808	6S	2910g	Daha az veya eşit1.45kg
2306	6S	1683g	Daha az veya eşit0.8kg

 

Bu şekilde, tüm makinenin yük gereksinimlerini karşılayan motor aralığını hızlı bir şekilde filtreleyebilirsiniz .

 

3. Manuel hesaplama yöntemi (ayrıntılı tahmin veya kendin yap kullanıcıları için)

Parametrelere karşı çok hassassanız veya elinizde itme verileri yoksa, aşağıdaki ilişkiye göre de tahmin edebilirsiniz:

(1) Güç yöntemi tahmini:

Teorik itme ≈ C × √(güç × pervane çapı)

Burada C, genellikle 6 ile 9 arasında değişen deneysel bir katsayıdır. Pervane ne kadar büyükse, verimlilik o kadar yüksek olur.

 

Örnek: 13 inçlik bir pervane ile maksimum motor gücünün 1600 W olduğunu tahmin ediyorsunuz.

Tahmini itme kuvveti ≈ 7 × √(1600 × 13) ≈ 7 × √20800 ≈ 7 × 144 ≈ 1008g'dir.

 

Bu yöntem yaklaşık tahmin için uygundur ve gerçek itme kuvvetinin yine de gerçek ölçümlere dayanması gerekir.

 

Gerekli itme ve motor modelini belirledikten sonra, bir sonraki adım, destekleyici sistemin eşleşmesini, özellikle ESC ve Pil . ESC akımı yetersizse ve akü çıkışı kararsızsa, itme yeterli olsa bile, sistem sabit çalışmaz .

 

İşte üç temel eşleştirme ilkesi:

1. ESC akımı maksimum motor akımından daha büyük olmalıdır

ESC akım derecesi, motorun maksimum sürekli akımını 1.2 ila 1.5 faktörü aşmalıdır

 

Pratik Tavsiye: Motorun maksimum akımından% daha yüksek 20-50 daha yüksek bir ESC seçin

 

örnek:

VSD 3115 motor, maksimum akım yaklaşık 50a

→ Önerilen ESC akımı 60A'dan daha büyük veya eşit

 

VSD 2306 motor, maksimum akım yaklaşık 35A

→ Önerilen ESC akımı 45A'dan daha büyük veya eşit

 

Not: Çok büyük bir ESC seçmek güvenli olsa da, ağırlık ve güç tüketimini de artırabilir, bu da verimlilik atıklarına neden olabilir .

 

2. Pil voltajı motor KV değerine ve kullanım ortamına uymalıdır

KV değeri, kaç tane pil kullanmanız gerektiğini belirler (1s=3.7 v) . yanlış pil voltajını seçmek yetersiz itme veya aşırı yük ve tükenmişlik ile sonuçlanır .

KV aralığı	Önerilen Pil S numarası	Uygulama Önerileri
800–1000kv	6S ~ 8S	Orta ve büyük ölçekli hava fotoğrafçılığı/anket
1300–1500kV	4S ~ 6S	Çok Rotor Platformu
1800kv ve üstü	4S ~ 6S	FPV Yarışı, Hafif Uçak

 

örnek:

VSD 4720 Motor, 420kV → 6s ~ 8S Önerilen

VSD 2808 Motor, 1500kV → 6s Önerildi

VSD 2306 motor, 2400kV → 4s veya 6s önerilir (görev gereksinimlerine bağlı olarak)

 

3. Pervane boyutu itme verimliliğini ve sistem yükünü etkiler

Pervane boyutu ne kadar büyük olursa, tork ve itme o kadar büyük olur, ancak ESC ve motor üzerindeki yük o kadar büyük olur . Üretici tarafından sağlanan test verilerine dayanarak makul bir pervane tipi kombinasyon seçilmesi önerilir .

 

VSD motorlu kasalarla birlikte, itme ve destekleyici sistem seçimini hızlı bir şekilde tamamlayın

Önceki bölümlerde, itme, hesaplama yöntemi, voltaj akımı ilişkisi ve eSc ve Pil . 'ın nasıl seçileceğini açıkladık, şimdi size pratik bir seçim mantığı göstermek için VSD drone motorlarının gerçek verilerini kullanacağız .

 

Aşağıdakiler, hafif kros dronlarından büyük çoklu rotorlara kadar farklı uçuş senaryoları için uygun olan eşleşen seçim önerilerinin bazı tipik modelleridir:

Motorlu model	KV değeri	Voltaj Önerileri	Maksimum itiş	Önerilen pervane bıçakları	Önerilen ESC akımı	Uygulanabilir senaryolar
2306 drone motoru	1800–2400kv	4S~6S	1683g	5×4.3×3 Üç Blade Pervane	Daha büyük veya eşit40A	FPV Yarışı/ Drone
2808 drone motoru	1300–1950kv	6S	2910g	7-9 inç pervane	Daha büyük veya eşit45A	Orta yarış/ küçük yük multirotor
2207 drone motoru	1960kv	6S	1702g	5 inç pervane	Daha büyük veya eşit40A	Yarış drone
3115 drone motoru	900–1520kv	6S~8S	4185g	13×6.5 Pervane	Daha büyük veya eşit60A	Hava Fotoğrafçılığı/Keşif Dronları
2812 drone motoru	900kV	6S	2710g	10-12 inç pervane	Daha büyük veya eşit50A	Orta Yük Hava Fotoğrafçılığı/Endüstriyel Uçuş Platformu
2807 drone motoru	1350–1750kv	4S~6S	2728g	6-8 inç pervane	Daha büyük veya eşit50A	Yüksek manevra kabiliyeti çoklu / esnek platform
4720 drone motoru	420kv	6S~8S	7232g	15×7×3 veya 13×9×3	Daha büyük veya eşit80~100A	Orta ve büyük hava anketi/ticari platform
5315 drone motoru	380kV	6S~12S	9034g	18×5.5 Pervane	Daha büyük veya eşit100A	Endüstriyel sınıf yük drone/dağıtım platformu

 

Not: Tablodaki ESC akımı değerinin, maksimum motor akımı × 1 × 1 . 2 ~ 1.5. 'den daha büyük veya eşit olması önerilir.

 

Seçim İpuçları Hatırlatma:

 

Pil ömründen endişe ediyorsanız, düşük KV + büyük pervane kombinasyonuna öncelik vermelisiniz;

 

Patlayıcı güç veya yarış tepkisi arıyorsanız, yüksek KV + küçük pervane seçmek daha çevik olacaktır;

 

İtme performansını etkileyen mevcut darboğazlardan kaçınmak için yüksek C-hızı pillerin kullanılması önerilir .

 

ESC'nin uzun süreli ağır yük nedeniyle yanmasını önlemek için yeterli akıma sahip olması gerekir .

 

VSD'de, güç sistemi seçimini hızlı bir şekilde tamamlamanıza ve deneme yanılma maliyetlerini azaltmanıza yardımcı olmak için her model için eksiksiz test verileri ve destek önerileri sağladık .

 

Ayrıntılı veri sayfaları, itme performans eğrileri veya özel güç sistemi önerileri için, ekibimizle iletişime geçmekten çekinmeyin . OEM/ODM istemcileri için toplu üretime göre tam destek sunuyoruz ., OEM/ODM müşterileri için toplu üretimine tek durak destek sunuyoruz .