ड्रोन मोटर और ESC का मिलान कैसे करें: धारा, वोल्टेज और ध्रुव संख्या

एक BLDC मोटर और उसका इलेक्ट्रॉनिक स्पीड कंट्रोलर (ESC) दो अलग-अलग भाषाओं में निर्दिष्ट होते हैं। मोटर पृष्ठ KV, थ्रस्ट और पीक धारा में बात करता है; ESC पृष्ठ निरंतर एम्पियर, सेल संख्या और कम्युटेशन दर में बात करता है। अधिकांश प्रणोदन समस्याएँ, जिन्हें फ़र्मवेयर या ट्यूनिंग पर डाला जाता है, उसी क्षण तय हो जाती हैं जब इन दो विवरणों की तुलना की जाती है — और तुलना तभी काम करती है जब मोटर पक्ष तुलना के लिए पर्याप्त डेटा प्रकाशित करता है। यह गाइड बताती है कि व्यवहार में मोटर ESC मिलान कैसे किया जाता है: कौन-से तीन अंक सीमा पार करते हैं, ध्रुव संख्या यांत्रिक गति को विद्युत गति में कैसे बदलती है, धारा रेटिंग वास्तव में कहाँ से आती है, और एक प्रलेखित मोटर पहली उड़ान से पहले पूरे ड्रोन मोटर और ESC मिलान को जाँचने योग्य क्यों बनाती है।

संक्षिप्त उत्तर

ड्रोन मोटर और ESC तीन आंकड़ों पर मिलाए जाते हैं: KV रेटिंग, चुने गए प्रोपेलर पर मोटर द्वारा ली जाने वाली धारा, और वह सेल संख्या जिस पर पैक चलेगा। KV को पैक वोल्टेज से गुणा करने पर वह नो-लोड गति मिलती है जिसे कंट्रोलर को कम्युटेट करना होता है, और उस गति को ध्रुव युग्म संख्या से गुणा करने पर वह विद्युत कम्युटेशन दर मिलती है जिसे उसे बनाए रखना होता है। धारा का आंकड़ा कंट्रोलर रेटिंग तय करता है, और सेल संख्या वह वोल्टेज सीमा तय करती है जिसे उसे स्वीकार करना होता है — पूर्ण चार्ज पर, नाममात्र पर नहीं।

क्रम महत्व रखता है। प्रोपेलर और एयरफ़्रेम थ्रस्ट आवश्यकता तय करते हैं, थ्रस्ट आवश्यकता मोटर तय करती है, और मोटर तथा पैक धारा और विद्युत गति तय करते हैं। कंट्रोलर सबसे अंत में चुना जाता है, उन अंकों से जिन्हें मोटर और प्रोपेलर पहले ही तय कर चुके होते हैं। ड्रोन मोटर और ESC मिलान को उलटी दिशा में करना — पहले कंट्रोलर चुनना और फिर ऐसा मोटर ढूँढना जो उसके साथ टिके — लगभग हमेशा या तो थर्मल सीमा के निकट चलते कंट्रोलर पर, या अपने खरीदे गए थ्रस्ट से नीचे दबे मोटर पर समाप्त होता है।

सीधे मिलान और कठिन मिलान के बीच व्यावहारिक अंतर आमतौर पर प्रलेखन होता है। जो मोटर पृष्ठ कई थ्रॉटल बिंदुओं पर थ्रस्ट, उस अवधि के साथ पीक धारा जितनी देर वह टिकती है, ध्रुव विन्यास और तार गेज छापता है, वह कागज़ पर कंट्रोलर का आकार तय करने के लिए पर्याप्त देता है। ऐसे पृष्ठ पर आधारित ड्रोन मोटर और ESC विवरण, जो केवल KV और द्रव्यमान छापता है, उसी तरह बंद नहीं किया जा सकता, और अंतराल को टेस्ट स्टैंड पर भरना पड़ता है।

मोटर आधार है, ESC सीमा है

प्रणोदन श्रृंखला में मोटर विद्युत शक्ति को थ्रस्ट में बदलता है, और कंट्रोलर तय करता है कि उस रूपांतरण को कितनी तेज़ी और कितनी सटीकता से नियंत्रित किया जा सकता है। दोनों को समकक्ष मानने से अक्सर ऐसा ड्रोन मोटर और ESC संयोजन बनता है जो कंट्रोलर की ओर अधिक या मोटर की ओर कम बना होता है। मोटर को आधार और कंट्रोलर को सीमा मानने से आकार-निर्धारण क्रम सही रहता है, और वही क्रम हर उस मोटर ESC मिलान अभ्यास का आधार है जो बेंच के संपर्क में आने पर टिकता है।

श्रृंखला में ESC क्या करता है

ब्रशलेस कंट्रोलर में स्विचिंग के लिए ब्रश नहीं होते, इसलिए वह घूर्णन क्षेत्र स्वयं उत्पन्न करता है। वह रोटर स्थिति पढ़ता है — हॉल सेंसर से, बैक-EMF से, या दोनों से — और तीन फेज़ों को उस क्रम में स्विच करता है जिससे स्टेटर क्षेत्र रोटर से आगे रहे। इसलिए हर विद्युत चक्कर में कम्युटेशन चरणों की एक निश्चित संख्या होती है, और हर यांत्रिक चक्कर में उतने ही विद्युत चक्कर होते हैं जितने रोटर में ध्रुव युग्म हैं। यही एक संबंध कारण है कि ध्रुव संख्या, जो मोटर का विवरण लगती है, अंततः ड्रोन मोटर और ESC जोड़ी पर एक सीमा बन जाती है।

कंट्रोलर पूरी फेज़ धारा भी ढोता है। बड़े लिफ़्ट मोटर वाले 12S एयरफ़्रेम पर वह धारा कई-कई सेकंड तक 150 A से ऊपर रह सकती है, और स्विच, शंट तथा कॉपर सभी को उसे सहना होता है। इसलिए यह उपकरण एक साथ टाइमिंग तत्व और शक्ति तत्व है, और दोनों भूमिकाओं की सीमाएँ अलग हैं: एक विद्युत RPM में व्यक्त होती है, दूसरी एम्पियर और डिग्री सेल्सियस में।

मोटर विवरण पहले क्यों आता है

थ्रस्ट वही आवश्यकता है जो एयरफ़्रेम के पास वास्तव में होती है। प्रति रोटर हॉवर थ्रस्ट, चढ़ाई मार्जिन और रोटर संख्या मिलकर थ्रस्ट लक्ष्य तय करते हैं, और दिए गए प्रोपेलर व्यास तथा सेल संख्या पर थ्रस्ट लक्ष्य मोटर आकारों के एक संकीर्ण दायरे की ओर संकेत करता है। मोटर तय होने पर उसका प्रकाशित डेटा चुने गए प्रोपेलर पर धारा और वह गति तय करता है जिसे कम्युटेट करना होता है। इस क्रम में काम करने का अर्थ है कि ड्रोन मोटर और ESC विनिर्देश में हर आगे के अंक का एक स्रोत है, और बेंच के बिना मिलान जाँचने का यही एकमात्र तरीका है।

सीमा पार करने वाले तीन अंक

तीन राशियाँ मोटर विवरण से कंट्रोलर विवरण तक जाती हैं: KV, जो पैक वोल्टेज को गति में बदलता है; वह धारा जो प्रोपेलर खींचेगा, जो कंट्रोलर रेटिंग तय करती है; और ध्रुव संख्या, जो यांत्रिक गति को विद्युत कम्युटेशन दर में बदलती है। चौथा आंकड़ा — आंतरिक प्रतिरोध — कंट्रोलर का आकार सीधे तय नहीं करता, पर यह अनुमान देता है कि उच्च धारा पर पैक वोल्टेज का कितना भाग ऊष्मा के रूप में खो जाता है, और इसलिए गति बनाने के लिए नाममात्र वोल्टेज का कितना भाग बचता है। अक्सर यही चौथा आंकड़ा ऐसे दो ड्रोन मोटर और ESC संयोजनों को अलग करता है जो कागज़ पर एक जैसे दिखते हैं।

ड्रोन मोटर और ESC को जोड़ने वाले तीन अंक: KV, पीक धारा और सेल संख्या

KV: प्रति वोल्ट गति

KV नो-लोड गति स्थिरांक है, जो प्रति वोल्ट प्रति मिनट चक्करों में व्यक्त होता है। KV160 अंकित मोटर हर लगाए गए वोल्ट पर लगभग 160 rpm घूमता है, इसलिए 12S पैक पर 44.4 V नाममात्र पर बिना प्रोपेलर के यह लगभग 7104 rpm तक पहुँचता है। यह आंकड़ा वाइंडिंग का गुण है — मोटे तार के कम फेरे KV बढ़ाते हैं, पतले तार के अधिक फेरे इसे घटाते हैं — और यह टॉर्क के बारे में सीधे कुछ नहीं कहता। समान KV वाले दो मोटर द्रव्यमान, प्रतिरोध और निरंतर टॉर्क में काफ़ी भिन्न हो सकते हैं, इसीलिए केवल KV ड्रोन मोटर और ESC चयन का कमज़ोर आधार है।

कंट्रोलर मिलान के लिए KV एक ही काम करता है: यह उस गति का अनुमान देता है जिसे थ्रॉटल दायरे के शीर्ष पर कम्युटेट करना होता है। कम सेल संख्या पर उच्च-KV मोटर और उच्च सेल संख्या पर निम्न-KV मोटर विपरीत दिशाओं से एक ही यांत्रिक गति तक पहुँच सकते हैं, और कंट्रोलर दोनों स्थितियों में एक ही विद्युत दर देखता है।

पीक धारा: स्विचों को क्या ढोना होता है

धारा भार से तय होती है, मोटर के लेबल से नहीं। 57 A पीक रेटेड मोटर वह धारा केवल तब लेता है जब प्रोपेलर वह टॉर्क मांगे जो उसे पैदा करता है — पूरे थ्रॉटल पर, ताज़े पैक पर, निर्दिष्ट प्रोपेलर के साथ। वही मोटर छोटे प्रोपेलर पर कम धारा लेता है और ठंडा चलता है; बड़े प्रोपेलर पर अधिक लेता है और अपनी प्रकाशित सीमा से आगे जा सकता है। व्यवहार में ड्रोन मोटर और ESC की जोड़ी अक्सर यही आंकड़ा तय करता है।

इसलिए प्रकाशित पीक धारा को उस प्रोपेलर और सेल संख्या के साथ पढ़ना होता है जिन पर वह मापी गई, और उस समय अवधि के साथ भी जिसके लिए वह मान्य है। 180 s के लिए उद्धृत आंकड़ा 15 s के लिए उद्धृत आंकड़े से भिन्न थर्मल स्थिति बताता है, और गलत अवधि के आधार पर तय किया गया कंट्रोलर या तो अधिक बड़ा होगा या असुरक्षित।

सेल संख्या: वोल्टेज की ऊपरी सीमा

पैक वह वोल्टेज तय करता है जिसे कंट्रोलर को रोकना होता है और वह गति भी जिस तक मोटर पहुँचने का प्रयास करेगा। 12S पैक 44.4 V नाममात्र है पर पूर्ण चार्ज पर 50.4 V, और 24S पैक 88.8 V नाममात्र तथा पूर्ण चार्ज पर 100.8 V है। कंट्रोलर उस वोल्टेज के विरुद्ध रेट किए जाते हैं जो उन्हें वास्तव में देखना होता है, इसलिए थ्रॉटल दायरे के शीर्ष पर पूर्ण-चार्ज आंकड़ा ही मायने रखता है। पैक के पूर्ण-चार्ज वोल्टेज और कंट्रोलर रेटिंग के बीच का मार्जिन वही है जो बड़े प्रोपेलर को तेज़ी से धीमा करने पर उठने वाले रीजनरेटिव स्पाइक्स को सोखता है — ऐसा विवरण जो ड्रोन मोटर और ESC मिलान में केवल तब सामने आता है जब सेल संख्या ऊँची हो।

मोटर पक्ष को क्या प्रकाशित करना होता है

ड्रोन मोटर और ESC का मिलान दो प्रकाशित डेटा-समूहों को एक-दूसरे के विरुद्ध पढ़ने का अभ्यास है। जब एक पक्ष पतला हो, तुलना अनुमान में बदल जाती है, और 150 A पर अनुमान महंगा पड़ता है। मोटर ESC मिलान का अधिकांश काम चार फ़ील्ड करती हैं, और हर एक अच्छी तरह प्रलेखित उत्पाद पृष्ठ पर दिखती है।

एक से अधिक थ्रॉटल बिंदु पर थ्रस्ट

एक अकेला मुख्य थ्रस्ट आंकड़ा डिज़ाइन टीम को बताता है कि मोटर एक प्रोपेलर पर पूरे थ्रॉटल पर क्या कर सकता है। 50 प्रतिशत, 75 प्रतिशत और 100 प्रतिशत तक चलने वाली थ्रस्ट तालिका बताती है कि उस थ्रॉटल पर, जिस पर विमान वास्तव में क्रूज़ करता है, उस थ्रस्ट का कितना भाग उपलब्ध है, और हर चरण पर कितनी धारा लगती है। हॉवर शायद ही कभी पूरे थ्रॉटल पर होता है, इसलिए आंशिक-थ्रॉटल पंक्तियाँ ही उड़ान समय और कंट्रोलर के ताप को तय करती हैं — और ड्रोन मोटर तथा ESC मिलान इन्हीं पंक्तियों पर बनना चाहिए।

धारा आंकड़े के पीछे की अवधि

अवधि के बिना पीक धारा अधूरा आंकड़ा है। जो मोटर 150 A को 15 s तक टिकाता है और जो 150 A को 180 s तक टिकाता है, वे अलग मशीनें हैं, और अंतर वाइंडिंग तथा स्टेटर में थर्मल द्रव्यमान का है। यह अवधि कंट्रोलर डिज़ाइनर को यह भी बताती है कि बर्स्ट रेटिंग को कितनी देर टिकना है, जो अकेले बर्स्ट आंकड़े से अधिक उपयोगी इनपुट है।

ध्रुव विन्यास और लीड गेज

ध्रुव विन्यास — जो 12N14P या 36N42P जैसी स्लॉट और ध्रुव संख्या के रूप में लिखा जाता है — विद्युत कम्युटेशन दर और कम गति पर संचालन की चिकनाई तय करता है। लीड गेज तय करता है कि केबल बिना अत्यधिक ताप के कितनी धारा ढो सकती है, और इसलिए यह भी कि कंट्रोलर रेटिंग वास्तव में मोटर तक पहुँच सकती है या नहीं। 200 A रेटेड कंट्रोलर, जो 100 A के लिए आकार की गई लीड से जुड़ा हो, लेबल कुछ भी कहे, 100 A प्रणाली ही है, और यह ड्रोन मोटर तथा ESC मिलान को कमज़ोर करने के सबसे शांत तरीकों में से एक है।

आंतरिक प्रतिरोध और मोटर तक पहुँचने वाला वोल्टेज

आंतरिक प्रतिरोध पृष्ठ की सबसे छोटी फ़ील्ड है और सबसे अधिक जानकारी देने वाली फ़ील्डों में से एक। 150 A पर 40 mΩ वाइंडिंग 6 V गिराती है — 44.4 V पैक का एक सार्थक भाग — और मोटर के भीतर 900 W ऊष्मा के रूप में व्यय करती है। समान KV और समान थ्रस्ट वाले दो मोटरों का प्रतिरोध बहुत भिन्न हो सकता है, और कम प्रतिरोध वाला भार के नीचे गति बेहतर बनाए रखेगा तथा उसी धारा पर ठंडा चलेगा। धारा दायरे के शीर्ष पर ड्रोन मोटर और ESC मिलान के लिए यही एक फ़ील्ड अक्सर वह अंतर समझाती है जो मुख्य आंकड़े नहीं बताते।

ग्यारह AT और V रिकॉर्ड एक विनिर्देश समूह के रूप में

नीचे दिए गए रिकॉर्ड ग्यारह T-Motor मॉडलों के निर्माता पृष्ठों से लिए गए हैं, जो AT फ़िक्स्ड-विंग परिवार और V लिफ़्ट परिवार के बीच बँटे हैं। इन्हें एक समूह के रूप में प्रस्तुत किया गया है क्योंकि ये वही ड्रोन मोटर और ESC समस्या तीन बहुत अलग पैमानों पर दिखाते हैं: 60 g मोटर 4S पर, 350 g मोटर 12S पर, और 1680 g मोटर 24S पर। समूह के फ़िक्स्ड-विंग सिरे के लिए, चयन का एयरफ़्रेम पक्ष फ़िक्स्ड-विंग मॉडल के लिए BLDC मोटर: KV, प्रोपेलर और क्रूज़ शक्ति का मिलान में विस्तार से दिया गया है।

स्रोत: प्रत्येक मॉडल के निर्माता उत्पाद पृष्ठ। थ्रस्ट आंकड़े मॉडल के लिए बताए गए अधिकतम हैं और निर्माता परीक्षण में प्रयुक्त प्रोपेलर पर निर्भर करते हैं। धारा के बाद कोष्ठक में दिया आंकड़ा वह अवधि है जिसके लिए वह पीक बताया गया है; जहाँ पृष्ठ कोई अवधि नहीं देता, वहाँ कोष्ठक में अवधि प्रकाशित नहीं लिखा है। V13L के लिए, प्रकाशित शक्ति आंकड़ा और नाममात्र 24S वोल्टेज पर प्रकाशित धारा परस्पर मेल नहीं खाते, इसलिए निर्माता से परीक्षण शर्त की पुष्टि होने तक यह पंक्ति यहाँ केवल थ्रस्ट और धारा के लिए उपयोग की गई है; उस पंक्ति का प्रकाशित शक्ति आंकड़ा किसी भी थ्रस्ट-से-शक्ति तुलना में उपयोग नहीं किया गया है।

AT फ़िक्स्ड-विंग पंक्तियाँ

AT पंक्तियाँ 60 g से 350 g और 2S से 12S तक फैली हैं। AT2312 से AT2321 तक एक ही 350-450 W पट्टी में, 2-4S पर, बैठते हैं, और 1244 g से 1912 g तक थ्रस्ट की वृद्धि मुख्यतः लंबे स्टेटर से आती है, KV से नहीं, जो तीनों में दोनों दिशाओं में चलता है: 1150, 880 और 950 rpm/V। AT2820 और AT2826 उसी 12N14P विन्यास को 700 W और 820 W तक ले जाते हैं, 3-4S पर। AT4125 12S और 2200 W तक उछलता है, और उसका KV 250 rpm/V तक गिर जाता है — वाइंडिंग बहुत धीमी है क्योंकि पैक वोल्टेज बहुत ऊँचा है।

V लिफ़्ट पंक्तियाँ

V पंक्तियाँ उसी समस्या का लिफ़्ट पक्ष हैं। V804 और V807 KV170 तथा 12S साझा करते हैं पर स्टेटर आयतन में भिन्न हैं, जो 5200 W बनाम 6800 W और 17358 g बनाम 20997 g थ्रस्ट के रूप में दिखता है। V10 और V10L 36N42P विन्यास तथा 12S साझा करते हैं, और बड़ा V10L KV170 के बदले KV160 लेता है जबकि 7000 W से 9000 W तक जाता है। V13L अपवाद है: 42N38P, KV65, 24S, और 55454 g थ्रस्ट, जो 1680 g मोटर से आता है। समूह के रूप में पढ़ने पर ये पंक्तियाँ दिखाती हैं कि केवल स्टेटर आयतन पर ड्रोन मोटर और ESC विवरण कितना आगे बढ़ सकता है।

दस सेकंड में होने वाली क्रॉस-जाँच

पीक धारा को नाममात्र पैक वोल्टेज से गुणा करने पर परिणाम प्रकाशित अधिकतम शक्ति के निकट आना चाहिए। V10 के लिए, 155 A 44.4 V पर लगभग 6882 W देता है, जबकि प्रकाशित 7000 W है। V10L के लिए, 196 A 44.4 V पर लगभग 8702 W देता है, जबकि 9000 W है। AT2826 के लिए, 57 A 14.8 V पर लगभग 843 W देता है, जबकि 820 W है। मेल सटीक नहीं है — आंकड़े परीक्षण वक्र के अलग-अलग बिंदुओं से आते हैं — पर जिस पंक्ति में गुणनफल शक्ति आंकड़े से दूर हो, उस पंक्ति पर मोटर ESC मिलान के निर्णय में कंट्रोलर का आकार तय करने से पहले सवाल उठाना चाहिए।

ध्रुव संख्या RPM को कम्युटेशन दर में बदलती है

ध्रुव युग्म, ध्रुव नहीं

विद्युत दर ध्रुव युग्मों पर निर्भर करती है। 12N14P मोटर में 14 चुंबक होते हैं, अर्थात 7 ध्रुव युग्म, इसलिए एक यांत्रिक चक्कर में सात विद्युत चक्कर होते हैं। 36N42P मोटर में 21 ध्रुव युग्म हैं, और 42N38P मोटर में 19। समान यांत्रिक गति पर ये तीन विन्यास कंट्रोलर के सामने 7 : 21 : 19 के अनुपात में विद्युत दरें रखते हैं। ड्रोन मोटर और ESC विवरण में इस अनुपात जितना आसानी से कुछ भी अनदेखा नहीं होता, और गणना का लिफ़्ट-पक्ष संस्करण VTOL ड्रोन मोटर: हॉवर थ्रस्ट और क्रूज़ दक्षता का संतुलन में दिया गया है।

24S पर एक कार्य-उदाहरण

V13L का अंकन KV65 है, और वह 24S पर चलता है। 88.8 V नाममात्र पर KV को वोल्टेज से गुणा करने पर बिना प्रोपेलर के शाफ़्ट पर लगभग 5772 rpm मिलता है। 19 ध्रुव युग्मों के साथ यह मोटे तौर पर 109668 विद्युत चक्कर प्रति मिनट है। V10 पर KV160 और 12S के साथ वही अंकगणित लगभग 7104 यांत्रिक rpm देता है, जो 21 ध्रुव युग्मों पर मोटे तौर पर 149184 विद्युत rpm है — धीमा दिखने वाला संयोजन अधिक विद्युत दर देता है, केवल ध्रुव संख्या के कारण।

कंट्रोलर को इस अंक से क्या करना होता है

विद्युत RPM वह दर है जिस पर कंट्रोलर को रोटर स्थिति हल करनी और फेज़ स्विच करने होते हैं। यही वह अंक है जिसकी तुलना कंट्रोलर की बताई कम्युटेशन सीमा से करनी होती है, और यही यह भी समझाता है कि उच्च ध्रुव संख्या वाला लिफ़्ट मोटर समान शक्ति के निम्न-KV मोटर की तुलना में चलाने में कठिन क्यों हो सकता है। ऊपर के आंकड़े प्रकाशित स्थिरांकों से नो-लोड अनुमान हैं, इसलिए वे ऊपरी सीमाएँ हैं: प्रोपेलर भार के नीचे शाफ़्ट धीमा होता है और विद्युत दर उसके साथ गिरती है। दायरे के शीर्ष पर अनुमान लगाना फिर भी सही आदत है, क्योंकि सबसे कम भार का क्षण — ताज़े पैक पर थ्रॉटल का झटका — ठीक वही समय है जब ड्रोन मोटर और ESC जोड़ी के सिंक खोने की संभावना सबसे अधिक होती है।

धारा हेडरूम: ESC रेटिंग कहाँ से आती है

ड्रोन मोटर के लिए ESC दो जोड़ी में रेट किया जाता है: एक निरंतर आंकड़ा जो अनिश्चित काल तक टिकाया जा सके और एक बर्स्ट आंकड़ा जो बताई गई सेकंड संख्या तक मान्य हो। मोटर भी ऐसी ही जोड़ी प्रकाशित करता है, यद्यपि अक्सर केवल अवधि सहित पीक के रूप में। एक व्यावहारिक नियम यह है कि निरंतर रेटिंग को मिशन की प्रमुख स्थिति — मल्टीरोटर के लिए हॉवर, फ़िक्स्ड विंग के लिए क्रूज़ — में प्रोपेलर द्वारा ली जाने वाली धारा को ढकना चाहिए, और बर्स्ट रेटिंग को कम से कम उसी अवधि तक मोटर पीक को ढकना चाहिए जो मोटर बताता है। उस नियम के पीछे का थ्रस्ट-से-मार्जिन अंकगणित उच्च थ्रस्ट ड्रोन मोटर का आकार तय करना: पेलोड वर्ग, दक्षता और तापीय मार्जिन में दिया गया है।

केवल मोटर पीक पर आकार तय करना दूसरी दिशा की आम भूल है: 196 A पीक से मेल कराने के लिए खरीदा गया कंट्रोलर उस मशीन के लिए आवश्यक द्रव्यमान और लागत से दोगुना हो सकता है जो हॉवर में 60 A लेती है और चढ़ाई पर दो सेकंड के लिए पीक छूती है। इसलिए ड्रोन मोटर और ESC मिलान मिशन से मिलान है, हर फ़ील्ड के अधिकतम से नहीं।

बेंच और एयरफ़्रेम के बीच का अंतराल

निर्माता के थ्रस्ट और धारा आंकड़े बेंच पर बताए गए प्रोपेलर, स्थिर बिजली सप्लाई और मुक्त वायुप्रवाह के साथ मापे जाते हैं। एयरफ़्रेम में वही मोटर अधिक गर्म इनटेक, कम आदर्श सप्लाई और आगे की उड़ान में भिन्न रूप से अनलोड होता प्रोपेलर देखता है। इसलिए किसी दिए गए थ्रॉटल पर धारा तालिका से किसी भी दिशा में भिन्न हो सकती है, और इसी कारण कम थ्रॉटल पर धारा लॉग करते हुए पहली उड़ान अकेले सावधान कागज़ी मिलान से अधिक मूल्यवान है।

वोल्टेज पट्टियाँ और ESC को स्वीकार करनी होने वाली सेल संख्या

नाममात्र बनाम पूर्ण चार्ज

12S पैक को 44.4 V कहा जाता है और पूरा भरने पर 50.4 V दिखाता है; 24S पैक को 88.8 V कहा जाता है और 100.8 V दिखाता है। कंट्रोलर उस वोल्टेज पर रेट किए जाते हैं जिसे उन्हें सहना होता है, और सहने की स्थिति पूरा पैक तथा धीमा होने के दौरान प्रोपेलर द्वारा वापस धकेला गया वोल्टेज, दोनों है। 50 V रेटेड कंट्रोलर के पास 12S पैक पर पूर्ण चार्ज पर कोई मार्जिन नहीं है; 60 V रेटेड के पास है, और यह मार्जिन श्रृंखला का सबसे सस्ता बीमा है।

रिकॉर्ड में पट्टियाँ

ग्यारह रिकॉर्ड तीन पट्टियों में बँटते हैं। AT2312 से AT2321 का समूह 2-4S पर चलता है, जो 4S पैक को पूर्ण चार्ज पर 16.8 V पर रखता है और कंट्रोलर चयन को छोटे, सस्ते वर्ग में रखता है। AT2820 और AT2826 एक सेल जोड़कर उसी वर्ग में रहते हैं। AT4125 और चारों V लिफ़्ट मोटर 12S पर चलते हैं, जहाँ कंट्रोलर चयन वोल्टेज मार्जिन के लिए मायने रखने लगता है और जहाँ 100 A वर्ग की निरंतर रेटिंग सामान्य हो जाती है। V13L 24S पर चलता है और दायरे के शीर्ष पर अकेला बैठता है, समूह में सबसे अधिक सेल संख्या और सबसे कम KV के साथ — वही संयोजन जो नाममात्र और पूर्ण-चार्ज वोल्टेज के बीच सबसे चौड़ा फैलाव एक ही ड्रोन मोटर और ESC निर्णय में डाल देता है। व्यापक विनिमय का वोल्टेज पक्ष लॉन्ग-एंड्यूरेंस UAV के लिए BLDC मोटरें: दक्षता, द्रव्यमान और बस वोल्टेज में विस्तार से दिया गया है।

जहाँ पैक वोल्टेज चयन से नहीं, किसी मौजूदा एयरफ़्रेम से तय होता है, वहाँ पूर्ण प्रणोदन सेटों की लिफ़्ट-पक्ष तुलना एकल-मोटर खोज से तेज़ मार्ग है: T-Motor VL श्रृंखला: 12 kg से 150 kg MTOW तक 16 VTOL प्रणोदन सेट।

धारा प्रोपेलर भार तय करता है, लेबल नहीं

समान KV, भिन्न प्रोपेलर

समान KV और समान सेल संख्या वाले दो मोटर एक ही पैक से बहुत अलग धारा ले सकते हैं, क्योंकि धारा उस टॉर्क का अनुसरण करती है जो प्रोपेलर मांगता है। बड़ा व्यास या अधिक पिच हर थ्रॉटल सेटिंग पर मोटर को अधिक भार देता है, और धारा थ्रस्ट से तेज़ बढ़ती है। इसीलिए 10 in प्रोपेलर पर आरामदायक दिखने वाला मोटर 12 in प्रोपेलर पर अपनी सीमा से बाहर हो सकता है, और इसीलिए प्रोपेलर मोटर ESC मिलान विवरण के बाद नहीं, उसके भीतर आता है।

प्रति एम्पियर थ्रस्ट पढ़ना

एक ही परीक्षण बिंदु पर प्रकाशित थ्रस्ट को प्रकाशित धारा से भाग देने पर उम्मीदवारों की तुलना के लिए एक मोटा दक्षता सूचकांक मिलता है, और यही अंक उड़ान समय तय करता है। AT2312 अपने पीक बिंदु पर लगभग 50 g प्रति एम्पियर देता है; AT4125 लगभग 141 g प्रति एम्पियर देता है। तुलना समान-से-समान नहीं है — दोनों अलग प्रोपेलरों पर, वक्र के अलग बिंदुओं पर मापे गए हैं — पर एक ही परिवार और एक ही परीक्षण शर्त के भीतर यह सूचकांक कुशल संयोजनों को केवल शक्तिशाली संयोजनों से अलग करता है।

प्रोप से ESC तक मिलान क्रम

पाँच चरण, इसी क्रम में, ड्रोन मोटर और ESC मिलान के हर अंक को किसी स्रोत तक अनुरेखणीय रखते हैं।

चरण एक: थ्रस्ट लक्ष्य निर्धारण। प्रति रोटर हॉवर थ्रस्ट कुल द्रव्यमान, रोटर संख्या और मिशन के लिए आवश्यक थ्रस्ट-से-भार मार्जिन से निकलता है। चढ़ाई और हवा का मार्जिन यहीं जोड़ा जाता है, बाद में नहीं।

चरण दो: प्रोपेलर और सेल संख्या का चयन। ये दोनों मिलकर परिचालन बिंदु तय करते हैं। कम KV पर बड़ा प्रोपेलर और अधिक KV पर छोटा प्रोपेलर समान थ्रस्ट तक पहुँच सकते हैं, और यह चयन डिस्क लोडिंग की तुलना मोटर द्रव्यमान से करता है।

चरण तीन: क्रूज़ थ्रॉटल पर थ्रस्ट से मोटर का चयन। प्रासंगिक पंक्ति वह है जो मिशन में विमान के थ्रॉटल पर होती है, पूरे थ्रॉटल वाला मुख्य आंकड़ा नहीं। उसी पंक्ति की धारा भी पढ़ी जाती है, क्योंकि उड़ान के अधिकांश समय कंट्रोलर वही धारा ढोता है।

चरण चार: मोटर को कंट्रोलर विवरण में बदलना। गति की ऊपरी सीमा के लिए KV को पैक के पूर्ण-चार्ज वोल्टेज से गुणा किया जाता है, विद्युत दर के लिए ध्रुव युग्मों से गुणा किया जाता है, और पीक धारा उसकी अवधि के साथ ली जाती है। यही चार आंकड़े पूरा विवरण हैं।

चरण पाँच: तीनों अक्षों पर मार्जिन के साथ ड्रोन मोटर के लिए ESC का चयन। मिशन धारा से ऊपर निरंतर धारा, कम से कम बताई गई अवधि तक मोटर पीक से ऊपर बर्स्ट धारा, और पूर्ण-चार्ज पैक वोल्टेज से ऊपर वोल्टेज रेटिंग। यह पुष्टि की जाती है कि लीड गेज और कनेक्टर उस धारा से मेल खाते हैं जो कंट्रोलर दे सकता है, क्योंकि वहाँ की असमानता श्रृंखला को चुपचाप कमज़ोर कर देती है।

ड्रोन मोटर और ESC असंगति पहले कहाँ दिखती है

उच्च विद्युत गति पर डीसिंक

कम्युटेशन सीमा के निकट पहुँचने का पहला लक्षण आमतौर पर तेज़ थ्रॉटल परिवर्तन के नीचे सिंक खोना है: मोटर हकलाता है, कंट्रोलर बंद हो जाता है, और मशीन एक कोना गिरा देती है। यह सबसे कम भार और सबसे अधिक दर के क्षण में होता है, जो ठीक वही स्थिति है जिसका अनुमान विद्युत-दर गणना से लगाया जाता है। अधिक टाइमिंग हेडरूम वाला कंट्रोलर, या समान थ्रस्ट के लिए कम ध्रुव युग्म वाला मोटर, दोनों मार्जिन को सही दिशा में ले जाते हैं।

स्विचों में ताप

अपनी निरंतर रेटिंग के निकट चलता ड्रोन मोटर का ESC विफल होने से पहले गर्म होता है, और ताप स्विचों तथा शंट में केंद्रित होता है। स्थिर हवा में निरंतर रेटिंग के 80 प्रतिशत पर लगातार हॉवर, 25 km/h वायुप्रवाह में उसी धारा से भिन्न बात है। थर्मल मार्जिन ड्रोन मोटर और ESC मिलान का हिस्सा है, उसका परिष्कार नहीं।

थ्रॉटल रेज़ोल्यूशन और वोल्टेज गिरावट

मोटर के लिए अधिक बड़ा कंट्रोलर अपनी सीमा का निचला भाग बहुत कम काम में लगाता है, और अपनी धारा सीमा के निकट पैक भार के नीचे झुक जाता है, जिससे मोटर को मिलने वाला वोल्टेज घटता है और इसलिए उसकी गति भी। दोनों प्रभाव ऐसी मशीन के रूप में दिखते हैं जो उस बिंदु पर अनुत्तरदायी लगती है जहाँ प्रतिक्रिया सबसे अधिक मायने रखती है — रिकवरी या झोंके के दौरान। केवल कंट्रोलर बदलने से दोनों में से कोई हल नहीं होता।

प्रलेखित मोटर मोटर ESC मिलान को सत्यापन योग्य क्यों बनाता है

ऊपर के क्रम का हर चरण किसी प्रकाशित अंक पर निर्भर है। जहाँ मोटर पृष्ठ कई थ्रॉटल बिंदुओं पर थ्रस्ट, अवधि सहित पीक धारा, ध्रुव विन्यास और लीड गेज छापता है, वहाँ कंट्रोलर विवरण अंकगणित से निकल आता है और हार्डवेयर छुए बिना दूसरा इंजीनियर उसे जाँच सकता है। जहाँ ये फ़ील्ड नहीं हैं, वहाँ वही निर्णय टेस्ट स्टैंड से निकालने पड़ते हैं, और 150 A का टेस्ट स्टैंड विनिर्देश का सस्ता विकल्प नहीं है।

यही उन निर्माताओं से खरीदने का व्यावहारिक तर्क है जो मुख्य KV और द्रव्यमान के बजाय पूरा प्रणोदन डेटा प्रकाशित करते हैं। प्रकाशित थ्रस्ट तालिका एक प्रतिबद्धता है: वह प्रोपेलर, सेल संख्या और थ्रॉटल बिंदु बताती है, और उसे दोबारा मापा जा सकता है। बताई गई अवधि के साथ प्रकाशित पीक धारा एक थर्मल दावा है जिसकी मॉडलों के पार तुलना की जा सकती है। ध्रुव संख्या कंट्रोलर चुनने से पहले विद्युत दर की गणना संभव बनाती है, और लीड गेज धारा पथ को शुरू से अंत तक जाँचने योग्य बनाता है। इनमें से कोई फ़ील्ड विचित्र नहीं है, और सभी इस लेख में प्रयुक्त रिकॉर्ड पर दिखती हैं — यही मोटर ESC मिलान को राय से लेखा-परीक्षा में बदल देता है।

वही तर्क कंट्रोलर पक्ष पर भी लागू होता है: जिस कंट्रोलर की निरंतर और बर्स्ट रेटिंग उनकी परीक्षण शर्तों के साथ बताई गई हो, उसे उसी तरह मोटर से मिलाया जा सकता है। जब दोनों पक्ष प्रकाशित करते हैं, तब ड्रोन मोटर और ESC की जोड़ी राय का विषय रहना बंद कर देती है और ऐसी गणना बन जाती है जो या तो बैठती है या नहीं।

मुख्य बातें

• प्रोपेलर थ्रस्ट तय करता है, थ्रस्ट मोटर तय करता है, और मोटर तथा पैक कंट्रोलर विवरण तय करते हैं — इसी क्रम में, और यही क्रम पूरा मोटर ESC मिलान है।
• KV को पूर्ण-चार्ज पैक वोल्टेज से गुणा करने पर गति की ऊपरी सीमा मिलती है; ध्रुव युग्मों से गुणा करने पर वह विद्युत कम्युटेशन दर मिलती है जिसके विरुद्ध कंट्रोलर सीमा मापी जाती है।
• पीक धारा अपनी अवधि और अपने परीक्षण प्रोपेलर के साथ ही अर्थ रखती है। 15 s का आंकड़ा और 180 s का आंकड़ा भिन्न थर्मल वास्तविकताएँ बताते हैं।
• कंट्रोलर की वोल्टेज रेटिंग की तुलना पूर्ण-चार्ज पैक वोल्टेज से की जानी चाहिए, नाममात्र से नहीं।
• लीड गेज और कनेक्टर रेटिंग धारा बजट के भीतर आते हैं; 200 A कंट्रोलर, 100 A लीड के पीछे, 100 A प्रणाली ही है।
• कम आंतरिक प्रतिरोध भार के नीचे गति बेहतर बनाए रखता है और उसी धारा पर ठंडा चलता है, जो दायरे के शीर्ष पर सबसे अधिक मायने रखता है।
• प्रलेखित ड्रोन मोटर और ESC मिलान पहली उड़ान से पहले कागज़ पर जाँचा जा सकता है; अप्रलेखित मिलान बेंच पर निकालना पड़ता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

आधिकारिक संसाधन

प्रत्येक रिकॉर्ड के पीछे के निर्माता पृष्ठ पूरी परीक्षण शर्तें रखते हैं, जिनमें थ्रस्ट और धारा आंकड़ों के लिए प्रयुक्त प्रोपेलर और सेल संख्या शामिल है। AT श्रृंखला और V श्रृंखला के लिए वे पृष्ठ तुलना तालिका के हर अंक का प्राथमिक स्रोत हैं, और अंतिम कंट्रोलर चयन तय करने से पहले उन्हें देखा जाना चाहिए।

फ़िक्स्ड-विंग और VTOL एयरफ़्रेम के लिए ड्रोन मोटर

ऊपर उद्धृत व्यक्तिगत रिकॉर्ड चयन के अंतर्गत दिए गए हैं, उन एयरफ़्रेम श्रेणियों के साथ जिनकी वे सेवा करते हैं, जिनमें Fixed-wing मॉडल भी शामिल है। जहाँ मोटर पृष्ठ और कंट्रोलर पृष्ठ एक ही धारा पर असहमत हों, वहाँ हर आंकड़े के पीछे का प्रोपेलर और सेल संख्या सबसे पहले तुलना करने योग्य है।