Kompletní průvodce Drone Motors: Typy, životnost, výběr a časté časté dotazy

 

Toto je první otázka, s nimiž se mnoho začátečníků setkává, když přicházejí do styku s drony: „Používá motor dronů AC nebo DC?“ Na první pohled to zní jako základní elektrická otázka, ale zahrnuje kombinaci struktury motoru, typu napájení a metody řízení.

 

Rychlá odpověď: Většina dronů používá DC motory

Přesněji řečeno, většina dronů používá bezkartáčové DC motory (zkrátka BLDC). Jsou poháněny lithiovými bateriemi, které vydávají DC napětí.a elektronický regulátor rychlosti (ESC) řídí pořadí, ve kterém jsou pod napětím napětím třífázové cívky motoru, aby se řídily rotaci motoru.

 

Při provozu ESC přeměňuje DC na třífázové AC podobné signály typicky sinusové nebo čtvercové vlny na řízení motoru, neznamená to, že motor je v podstatě AC systém. Její základní systém napájení a řízení napájení je stále založen na logice DC.

 

Proč ne konvenční střídavý motor?

Drony běží na bateriích, takže není k dispozici žádný přívod střídavého proudu.

 

AC motory jsou objemnější, těžší kontrolovat a nevhodné pro lehké drony;

 

Motory DC reagují rychleji, což usnadňuje rychlou úpravu rychlosti a řízení letu.

 

Proto jsou od adaptace energie na kontrolu reakce DC Motors nejlepší volbou pro energetické systémy UAV.

 

V Drone Systems,Motory lze rozdělit do dvou kategorií: kartáčované DC Motors a bezkartáčové DC motory (BLDC) . Přes podobná jména se oba výrazně liší ve struktuře, výkonu a aplikaci.

 

Kartáčovaný motor: jednoduchá struktura, ale postupně eliminovaná

Kartáčové motory používají kartáče a komutátory k přepínání směru proudu. Mají jednoduché metody kontroly a nízké náklady. Používají se hlavně u některých nízkonákladových, nízkopodnických dronů nebo modelů hraček. Klíčovou výhodou je jednoduchá operace plug-and-play. Trpí však rychlým opotřebením, nižší účinností a omezenou životností. Typická životnost se pohybuje od 1, 000 do 3, 000 hodin nebo životnost asi 1 roku.

 

Bezmatřes motor: Efektivnější a volba hlavního proudu

Beztáčkový motor eliminuje mechanickou komutační strukturu a je řízen elektronickým regulátorem rychlosti (ESC), takže má následující výhody:

Žádné mechanické opotřebení, delší životnost;

 

Rychlejší reakce na rychlost a přesnější řízení letu;

 

Vysoká účinnost, menší teplo a lepší výživa o výdrži baterie;

 

Nízký hluk, díky čemuž jsou ideální pro aplikace, jako je letecká fotografie.

 

V dnešní době se od spotřebitelských dronů po průmyslové platformy staly beztastní motory absolutním hlavním proudem, zejména vhodným pro scénáře s vysokým zatížením, častými lety a vysokými požadavky na stabilitu.

 

Život motoru přímo souvisí s dlouhodobou stabilitou a náklady na údržbu dronu. Zejména v komerčních nebo vysokofrekvenčních letových scénářích je trvanlivost motoru jedním z klíčových bodů, kterým je třeba při výběru modelu věnovat pozornost.

 

Kartáčový motor: Krátký život, vhodný pro jednorázové nebo lehké použití

Vzhledem k nepřetržitému tření mezi uhlíkovými kartáči a komutátorem se kartáčovaný motor během provozu postupně opotřebovává, což povede ke snížení účinnosti, zvýšení tvorby tepla a nakonec degradaci výkonu. Obecně řečeno:

Životnost je asi 1000 ~ 3000 hodin;

 

Pokud letíte často, obvykle jej musíte vyměnit asi za rok;

 

Vhodné pro levné drony nebo zřídka používané výukové/zábavní vybavení.

 

Bezmatřes motor: delší životnost a stabilnější

Beztáčkový motor eliminuje strukturu fyzického tření a jeho opotřebení je soustředěno hlavně v ložiskové části, takže celkový život je delší.Pokud se používá správně a provádí se základní údržba (jako je hydroizolace, prachotěsnost a pravidelné čištění):

Životnost služeb může dosáhnout více než 5, 000 hodin, dokonce daleko přesahující životnost baterie a stojanu;

 

Může také udržovat dobrou účinnost a reakci při dlouhodobém provozu;

 

Je zvláště vhodný pro platformy UAV, které vyžadují vysokou spolehlivost, jako je letecká fotografie, zemědělství a inspekce.

 

Samozřejmě, bez ohledu na to, jaký druh motoru je jeho život ovlivněn také následujícími faktory:

Vyšší zatížení a časté lety zrychlují opotřebení motoru.

 

Špatné rozptyl tepla: kontinuální vysoké teploty zrychlují opotřebení ložiska;

 

Úroveň ochrany: Zda má motor vodotěsnou a prachovou strukturu, souvisí s jeho environmentálním odolností.

 

Tato otázka se může zdát jednoduchá, ale ve skutečnosti úzce souvisí se strukturou dronu. Počet motorů určuje stabilitu letu, zatížení a složitost kontroly celého dronu.

 

Multi-rotorové drony: Kvadrokoptéry jsou hlavním proudem

Nejběžnějšími spotřebitelskými a komerčními drony jsou téměř všechny multirotorové návrhy, které jsou rozděleny do následujících kategorií podle počtu motorů:

Název modelu	Počet motorů	Funkce a aplikace
Kvadrokoptéra	4	Nejběžnější, vhodný pro leteckou fotografii, křížení a denní let
Hexakoptéra	6	Vylepšená nakládací kapacita a nadbytečnost pro průmyslové/zemědělské použití
Oktopter	8	Vysoká nakládací kapacita, zvýšená tolerance poruch, používaná pro profesionální leteckou fotografii a průzkum
Tri-Rotor / Twin-Rotor	2~3	Většinou viděny v pevných křídlech nebo hybridních dronech

 

Obecně řečeno, každý rotor vyžaduje motor. Čím více rotorů je, tím složitější bude řídicí systém, ale stabilita letu a nosnost se také zlepší.

 

Drony s pevným křídlem: 1 ~ 2 motory

Na rozdíl od vícečlenných dronů používají drony s pevným křídlem obvykle pouze jeden hlavní pohonný motor (někdy s ocasním/vertikálním vzletem a přistávacím motorem), který je vhodný pro let na dlouhou vzdálenost a delší vytrvalost, ale má vyšší požadavky na vzlet a vstupní prostor.

 

Téměř každý, kdo použil robota, měl tuto zkušenost: Jakmile motor začne, celé letadlo okamžitě vysílá vysokofrekvenční „bzučící“ zvuk, zejména během vzletu a zrychlení. Proč je tedy motor dronů tak hlasitý? Klíčem k problému není samotný motor.

 

Skutečným „zdrojem hluku“ je vrtule

Hlavním zdrojem šumu u dronů je vzduchová turbulence a aerodynamický odpor způsobený rychle se roztočenými vrtulemi během vysokorychlostní rotace, spíše než elektromagnetický nebo mechanický hluk motoru. Konkrétně:

Čím vyšší je rychlost, tím násilnější je narušení vzduchu a tím hlasitější je hluk;

 

Čím větší je vrtule a čím strmější je hřiště, tím patrnější je zvuk střihu větru;

 

Při létání vysokou rychlostí nebo s těžkým zatížením musí motor vydávat točivý moment vysokou rychlostí, což způsobí, že se hluk dále zvyšuje.

 

Samotná motorická struktura také ovlivňuje hluk, ale je menší

Beztáčkové motory jsou obecně tišší než kartáčované motory, protože nemají žádné tření uhlíkových štětců;

 

Relevantní metoda je také relevantní. Například ovládání čtvercové vlny má tendenci generovat vysokofrekvenční šum než sinusová vlna FOC.

 

Celkově však samotný motor odpovídá pouze malou část zdroje šumu.

 

Návrhy na snižování hluku

Vyberte klidnější design vrtule (např. Zakřivený špičku vrtule, čepele snižující hluk);

 

Snažte se vyhnout dlouhodobým letem s plným zatížením;

 

Použití vysoce kvalitních motorů a sinusových vln může dále snížit hluk systému.

 

Výběr správného motoru je předpokladem pro zajištění stabilního, bezpečného a efektivního letu dronu. Zejména v samostatně sestavených nebo přizpůsobených letových platformách musí být výběr motorů kombinován s více parametry, nejen „při pohledu na sílu“.

 

1. Celkové hmotnosti záleží

Motorský tah musí stačit k překonání hmotnosti celého stroje, včetně následujícího:

Stojník letadel

 

Baterie

 

Ovladače, GPS, senzory a další elektronické systémy

 

Užitečné zatížení (např. Fotoaparát, sprejový systém)

 

Běžně doporučený poměr tahu k váze je 2: 1 až 3: 1, tj.:

 

Pro 2kg drony by každý motor měl v ideálním případě dodávat 1–1,5 kg tahu.

 

V kvadrokoptéře musí každý motor poskytnout nejméně 500 g stabilního tahu.

 

2. velikost rámu určuje kombinaci vrtule a motoru

Motor nefunguje izolovaně-musí být spárován se správnou velikostí vrtule. Velikost vrtulí je omezena rozvorem a délkou paže rámu dronů.

Velké vrtule (jako jsou ty větší než 12 palců) jsou vhodné pro motory s nízkým kV, které jsou vhodné pro letecké fotografie a zatížení;

 

Malé vrtule (například 5- palce a 6- palce) jsou vhodné pro motory s vysokým kv a jsou vhodné pro závody nebo rychlé manévry.

 

Čím větší je struktura rámu, tím větší je velikost motoru a tím větší je kapacita rozptylu tepla, kterou lze použít, ale podle toho se také hmotnost celého stroje zvýší.

 

3. Další parametry: Kompatibilita napětí, proudu a ESC

Jmenovité napětí motoru musí odpovídat baterii (například baterie 6S může být přizpůsobena motoru, který podporuje napětí 22,2 V).

 

Maximální proud ovlivňuje výběr ESC a 20-30% marže musí být vyhrazena;

 

Pokud se používá s vysoce výkonnými ESC (jako je FOC ESC), doporučuje se vybrat nízké až střední kV motory s rychlou odezvou a stabilním točivým momentem.

 

Při nákupu nebo porovnání motorů dronů se často zmiňuje parametr „KV hodnota“. Mnoho lidí si myslí, že čím vyšší je KV, tím silnější motor a rychleji bude létat, ale tomu tak není.

 

Jaká je hodnota KV?

Hodnota KV se týká rychlosti, kterou může motor generovat za podmínek bez zatížení pro každé aplikované 1 V napětí (v RPM/V). Například 1 000 KV Motor má teoretickou rychlost bez zatížení 10 000 ot / min pod 10 V napětí.

 

Odráží vlastnosti rychlosti motoru, nikoli celkovou kvalitu.

 

Vyšší hodnota KV ≠ lepší motor

Vysoký KV Motor: Rychlá rychlost, ale nízký točivý moment, vhodný pro lehké zatížení, krátkodobý vysokorychlostní let (jako jsou závodní drony);

 

Nízký KV Motor: pomalá rychlost, ale vysoký točivý moment, vhodnější pro aplikace s těžkým zatížením a vysokými požadavky na stabilní let (jako jsou letecké fotografie a zemědělské drony);

 

Hodnota KV navíc ovlivňuje také typ vrtulí, které můžete použít:

Motory s vysokým KV jsou obvykle spárovány s krátkými vrtulemi;

 

Nízké motory KV jsou vhodné pro velké vrtule, což pomáhá zlepšit tah a účinnost.

 

Jak určit odpovídající rozsah KV?

To záleží na několika faktorech:

Napětí baterie: Čím vyšší je napětí, tím vyšší je skutečná rychlost a hodnota KV by měla být náležitě snížena;

 

Velikost čepele: Velké čepele s nízkým kV, malé čepele s vysokým kV;

 

Letová mise: Pokud potřebujete manévrovatelnost, vyberte vysokou KV; Pokud potřebujete stabilitu a vytrvalost, vyberte nízký KV.

 

Mnoho lidí má tuto otázku tváří v tvář široké škále motorů na trhu: Který z nich bych si měl vybrat? Existuje všeobecně „nejlepší“ motor? Ve skutečnosti v oblasti dronů neexistuje absolutně „nejlepší“ motor, pouze ten, který nejlépe vyhovuje vašemu letu, strukturálním podmínkám a rozpočtu.

 

První základ pro výběr motoru: Hmotnost stroje

Těžší drony vyžadují silnější motory, aby hladce vzlétly a udržovaly stabilní let. To zahrnuje nejen hmotnost samotného rámu, ale také hmotnost baterie, systému řízení letu, vrtulí a užitečného zatížení (jako jsou kamery, postřikovače) atd.

 

Jakmile je celková hmotnost stanovena, může být odvozen celkový tah požadovaný motorem a poté může být rozsah tahu, který by měl každý motor mít, vypočítat na základě počtu os.

 

Například:

U kvadrokoptéry s celkovou hmotností 4 kg se doporučuje, aby tah každého motoru byl nejméně 1,5 kg ~ 2 kg, což ponechává určitou redundanci, aby se zajistil stabilní let.

 

Druhý základ: Velikost stojanu

Velikost rámu dronů určuje délku vrtulí, které můžete použít, což zase přímo ovlivňuje výběr motoru:

Větší rámečky mohou být spárovány s velkými vrtulemi + nízkými motory pro zlepšení účinnosti a stability;

 

Menší rám omezuje délku čepele a je třeba je spojit s vysokým motorem KV, aby se zvýšila rychlost, aby se kompenzoval tah.

 

Jinými slovy, motor, vrtule a rám jsou spojeny dohromady a nelze je považovat za samostatně.

 

Třetí základ: letové mise

Různé scénáře mise mají různé požadavky na výkon pro motory:

Pro úkoly, jako je letecká fotografie a inspekce, je důležitější stabilita, nízká hluk a vytrvalost motoru;

 

Závodní, létající drony a další scény vyžadují zrychlení, rychlost odezvy a výbušnou sílu motoru;

 

Platformy, jako je zemědělství a logistika, vyžadují motory s nízkým KV, vysokým točivým momentem a vysokou zatížení.

 

Pokud hledáte vysoce výkonné, stabilní a spolehlivé motorické řešení pro různé typy dronů, VSD poskytuje více modelů bezkartáčových vnějších rotorových motorů, které pokrývají širokou škálu aplikačních potřeb od lehkých běžeckých dronů po těžkopádné letecké fotografie a zemědělské platformy.

 

Modely motoru s horkým prodejem VSD na první pohled:

model	Rozsah hodnot KV	Doporučená použití	Maximální tah
5315 Dronový motor	380 kV	Průmyslová letecká fotografie/vícečlenná logistická platforma pro průmyslovou třídu	9034g
4720 Motor dronů	420 kV	Zemědělské drony/inspekční drony	7232g
3115 Dron Motor	900–1520 kV	Střední průzkum, letecká fotografie a nákladná plošina	4185g
2808 Dron Motor	1300–1950 kV	Střední zatížení letecké fotografie a tréninkové letadlo	2910g
2812 Dronový motor	900 kV	Vytrvalostní multi-rotorová, stabilní letáková platforma	2710g
2807 Dron Motor	1350–1750 kV	Flexibilní víceosé platformy, inspekce environmentálního	2728g
2306 Motor dronů	1800–2400 kV	Běžecké drony, závodní drony	1683g
2207 Motor dronů	1960KV	Lehké FPV, vstupní letadlo	1702g

 

Proč si vybrat VSD Motors?

Různé možnosti přizpůsobení KV tak, aby odpovídaly různým napěťovým platformám (3S ~ 12s)

 

Kompletní testovací data a zpráva o výkonu pro každý motor

 

Před odchodem z továrny prošel statickým testováním + testování tahu + ověření stárnutí s vysokou teplotou

 

Může poskytnout esc odpovídající návrhy, adaptaci vrtule, služby OEM/ODM

 

Potřebujete podrobné specifikace nebo technické poradenství? Neváhejte nás kontaktovat pro manuály, vzorky nebo technické konzultace. Podporujeme také spolupráci projektu.