Speed, coppia e velocità del motore drone: comprensione dei parametri delle prestazioni core

 

Quando si acquistano o si utilizzano motori per droni, la prima reazione di molte persone è quella di controllare il "valore KV" e la "spinta massima", ma spesso trascurano i fattori fondamentali alla base di questi valori: velocità del motore, coppia e velocità di volo, i veri parametri che definiscono le prestazioni di qualsiasi drone.

 

Questi tre fattori interagiscono tra loro e determinano congiuntamente la velocità di risposta del velivolo, la capacità di carico, l'efficienza energetica e la stabilità di volo. In parole povere:

Velocità (RPM): determina la velocità di rotazione dell'elica;

 

Coppia (nm): determina quanto è grande l'elica può essere guidata e quanto carico può resistere;

 

Velocità di volo: non è determinato esclusivamente dalla velocità di rotazione, ma è il risultato del controllo coordinato del sistema.

 

Per diversi scenari di applicazione come la fotografia aerea industriale, la ricognizione, la mappatura o le corse di fondo, come abbinare la piattaforma di velocità del motore appropriata e la gamma di output di coppia in base ai requisiti dell'attività è un collegamento molto critico.

 

Nel nostro precedente articolo, l'abbiamo menzionato motori a droni mainstream Usa motori DC Brushless (BLDC), che ottengono una rotazione ad alta velocità regolando la tensione e i segnali di controllo. Tuttavia, durante il volo effettivo, il motore non viene sempre senza carico. È influenzato da molteplici fattori come il carico della lama, la resistenza all'aria e la risposta ESC e anche la velocità e la coppia cambiano dinamicamente.

 

Se si desidera migliorare ulteriormente l'efficienza di volo, estendere i tempi di volo o aumentare la capacità di trasporto del carico, il solo valore KV "è tutt'altro che sufficiente. Solo comprendendo le prestazioni sostanziali della velocità e della coppia puoi davvero fare una selezione ben fondata e ottenere prestazioni stabili.

 

Nella tabella dei parametri dei motori dei droni, il valore KV (RPM\/V) è uno degli indicatori di prestazione più comuni. Indica la velocità teorica che il motore può generare per ogni tensione di ingresso 1V in condizioni di non carico e l'unità è "giri \/ min per volt".

 

Ad esempio, un motore con un valore KV di 1 000 ha una velocità teorica a vuoto di 10 × 1000=10, 000 rpm a 10V.

 

Va notato che:

Maggiore è il valore KV, più veloce è la velocità di non carico, che è adatta per un volo ad alta velocità, a carico chiaro, come i droni volanti.

 

Più basso è il valore KV, più lento è la velocità per unità di tensione, ma può produrre una coppia più alta, che è adatta per piattaforme di fotografia aerea con carichi più pesanti e volo più stabile.

 

Tuttavia, il valore KV serve solo come riferimento teorico in condizioni di non carico. Una volta nell'ambiente di volo reale, il motore sarà influenzato da molti fattori come il carico dell'elica, la limitazione della corrente di ESC, la capacità di scarico della batteria, ecc. E la velocità effettiva sarà generalmente inferiore al valore teorico.

 

Pertanto, quando si seleziona un motore, non si dovrebbe solo esaminare il valore numerico del valore KV, ma anche emettere un giudizio completo basato su fattori come la piattaforma di tensione, le impostazioni ESC, i parametri dell'elica, ecc., Per comprendere veramente lo stato di lavoro e il potenziale di prestazione del motore.

 

Quando molte persone imparano per la prima volta ai motori dei droni, applicheranno una formula apparentemente semplice:

Velocità teorica (rpm)=Valore di tensione × kv

 

Questa formula è sostanzialmente valida in condizioni di non carico. Ad esempio, per un motore con un valore KV di 1500, se alimentato da una batteria 6S (22,2 V), la velocità teorica a vuoto dovrebbe essere:

1500 × 22. 2=33, 300 rpm

 

Ma il problema è: i motori non funzionano mai senza carico quando il drone vola.

 

Durante il volo effettivo, il motore è influenzato da una varietà di fattori di carico e ambientali e la sua velocità è spesso inferiore al valore teorico. In particolare, sono coinvolti i seguenti fattori:

Carico dell'elica: più grande e più pesante è l'elica, maggiore è la resistenza e più evidente la caduta di velocità;

 

Resistenza all'aria e altitudine: le variazioni della densità dell'aria influenzeranno l'efficienza dell'elica e influenzerà indirettamente la velocità del motore;

 

Tensione della batteria Calcole: a carico elevato o volo a lungo termine, la tensione scenderà e la velocità scenderà contemporaneamente;

 

Strategia di controllo ESC: alcune strategie di controllo del volo non consentono al motore di funzionare a tutta velocità, ma ottimizzare l'efficienza;

 

Aumento della temperatura del motore: quando aumenta la temperatura, aumenta la resistenza interna, che influenzerà anche leggermente le prestazioni di velocità.

 

Se si seleziona o analizzano le prestazioni, è tutt'altro che sufficiente per fare affidamento esclusivamente sul calcolo di "KV × Tensione". Si consiglia di utilizzare i dati di spinta misurati dei motori dei droni VSD per emettere un giudizio completo, che include non solo il valore KV, la potenza e la corrente, ma anche la velocità effettiva e le prestazioni di uscita di spinta in diverse combinazioni di lama.

 

Questa "curva a velocità di carico" ti dice di più sulle vere capacità del motore di quanto un singolo numero possa mai.

 

La coppia è un parametro chiave per misurare la forza trainante di un motore. Rappresenta la "forza di rotazione" esercitata dall'albero del motore. Se la velocità determina la "velocità", la coppia determina "cosa può essere guidato".

 

Nei droni, il motore non ruota da solo, ma guida l'elica. Il processo di elica che taglia l'aria e la generazione di sollevamento si basa essenzialmente sulla coppia fornita dal motore.

 

In termini semplici:

Spinta ≈ coppia × diametro dell'elica × carico di passo

Nota: questa è una formula concettuale semplificata; In pratica, la generazione di spinta dipende anche dalla densità dell'aria, dalla forma dell'elica e dalla velocità di rotazione.

 

Questo significa:

Alla stessa velocità, maggiore è la coppia, più potente è l'elica;

 

La coppia insufficiente può anche causare un ritardo di velocità dell'elica, una risposta al volo lento e un aumento del consumo di energia.

 

Va notato che l'alta coppia ≠ un valore KV elevato. Al contrario, nelle applicazioni effettive, il valore KV basso + l'input ad alta corrente ha maggiori probabilità di portare prestazioni di coppia elevate, motivo per cui i droni di fotografia aerea di grandi dimensioni usano spesso soluzioni motorie con KV nell'intervallo di 300 ~ 500.

Se la coppia è insufficiente, il motore non può guidare la grande elica anche se il valore KV è elevato;

 

Ad esempio, nel nostro motore Brushless VSD 5315, con una piattaforma di tensione di 6s ~ 12s, possiamo ottenere una spinta massima fino a 9034 g. È attraverso la corrispondenza del valore KV basso e della corrente elevata che viene rilasciata una forte coppia, guidando così le lame di grandi dimensioni per volare stabilmente.

 

Molte persone credono che la velocità di volo di un drone sia determinata principalmente dalla velocità del motore. Maggiore è la velocità, più veloce vola. In effetti, questa vista è solo parzialmente corretta.

 

Per i droni multi-rotori, la velocità di volo è determinata da molteplici fattori:

Atteggiamento dell'aeromobile: l'angolo di inclinazione della fusoliera influisce direttamente sulla distribuzione della spinta e la velocità in avanti;

 

Algoritmo di controllo: il sistema di controllo del volo raggiunge un volo stabile ed efficiente regolando la velocità e l'angolo del motore;

 

Efficienza dell'elica: la progettazione di diverse pale dell'elica influisce sulle caratteristiche aerodinamiche, che a sua volta influenzano la velocità e la resistenza.

 

Pertanto, l'aumento della velocità del motore non aumenterà in modo significativo la massima velocità di volo del drone. In effetti, un'eccessiva velocità del motore può portare a:

L'efficienza è ridotta perché la perdita di energia del motore e delle lame aumenta ad alta velocità;

 

L'aumento del consumo di energia influisce sulla durata della batteria;

 

Il controllo del volo è difficile da controllare accuratamente, il che può ridurre la stabilità del volo.

 

Per migliorare la velocità di volo complessiva del drone, è necessario ottimizzare in modo completo le prestazioni del motore, la progettazione dell'elica e l'algoritmo di controllo del volo per garantire il funzionamento coordinato ed efficiente del sistema.

 

Quando acquistano o usano i motori dei droni, molte persone tendono a cadere nel malinteso di guardare solo un singolo parametro. In effetti, la valutazione delle prestazioni del motore deve integrare più indicatori di base per riflettere veramente la sua applicabilità.

 

1. Valore KV, coppia e velocità effettiva: tutti sono fattori indispensabili nella valutazione delle prestazioni.

Il valore KV rappresenta il livello di velocità teorico del motore quando viene scaricato, ma non rappresenta lo stato di lavoro effettivo;

 

La coppia riflette la forza trainante del motore quando viene caricata ed è un fattore chiave nella generazione di spinta;

 

Solo quando questi tre sono combinati, le prestazioni del motore possono essere completamente comprese.

 

2. Selezione ragionevole in base agli scenari di applicazione

I droni da corsa di solito usano motori ad alta velocità ad alta velocità per ottenere una risposta più rapida e una velocità più elevata;

 

La fotografia aerea industriale e i droni che trasportano il carico prestano maggiore attenzione alla coppia e alla stabilità e spesso scelgono kV bassi e modelli di coppia ad alta coppia per garantire un'alta spinta e resistenza;

La velocità riflette la velocità operativa del motore in condizioni di carico e tensione effettive e determina la velocità di risposta al volo.

 

Le piattaforme multiuso devono trovare un equilibrio tra velocità e coppia per soddisfare diversi requisiti di missione.

 

3. Fare riferimento al rapporto di test completo del produttore e al feedback del volo effettivo

I dati teorici sono importanti, ma le prestazioni nell'uso effettivo possono riflettere meglio la qualità del motore. Utenti suggeriti:

In combinazione con il rapporto di test dettagliato del produttore, comprendere i dati specifici del motore in diverse tensioni e carichi;

 

Fare riferimento al feedback di volo effettivi da piloti o utenti per valutare la stabilità e la durata del motore.

 

Solo attraverso il giudizio scientifico e completo puoi assicurarti di scegliere il motore dei droni che si adatta meglio alle tue esigenze.

 

Quando si sceglie un motore di droni affidabile, non è solo necessario prestare attenzione agli indicatori di prestazione, ma anche alla forza di produzione del produttore e al supporto tecnico.Come produttore di motori a droni professionisti, VSD offre prodotti a motore senza spazzole personalizzati di alta qualità ai clienti globali con anni di esperienza di ricerca e sviluppo e un sistema di gestione della qualità completa.

 

Vantaggi di VSD:

Linee di prodotti ricchi, che coprono da KV basso a KV elevato, per soddisfare una varietà di esigenze di applicazione;

 

Il controllo di qualità rigoroso garantisce che ogni motore abbia prestazioni stabili e una lunga durata;

 

Funzionalità di personalizzazione professionale, regolazione di parametri e progetti in base alle esigenze dei clienti, supportando molteplici specifiche;

 

Completa il servizio post-vendita, fornendo supporto tecnico e test di test, aiutando i clienti a risolvere rapidamente i problemi.

 

Motori a droni consigliati da VSD

modello	Intervallo di valori KV	Gamma di tensione	Potenza massima (W)	Spinta massima (g)	Scenari applicabili
5315 Motore di droni	380KV	6S~12S	4257	9034	Drone multi-rotore industriale
4720 Motore di droni	420KV	6S~8S	3037	7232	Fotografia aerea e droni di payload di medie dimensioni
3115 Motore di droni	900KV\/1050KV\/1520KV	5S~8S	1617	4185	Droni da corsa e leggeri
2306 Motore di droni	1800KV ~ 2400KV	4S~6S	901	1683	FPV Racing Drone
2808 Motore di droni	1300KV ~ 1950KV	6S	1623.5	2910.4	Drone payload di luce multiuso
2207 Motore di droni	1960kv	6S	902.48	1702.7	Drone da corsa FPV
2812 Motore di droni	900kv	6S	1010	2710	Drone multi-rotore medio
2807 Motore di droni	1350KV ~ 1750KV	4S~6S	1436	2728.4	Drone payload di luce multiuso

 

Sia che tu abbia bisogno di una spinta elevata per applicazioni industriali o corse ad alta velocità, VSD può fornire soluzioni professionali corrispondenti.