Motor BLDC untuk UAV Pertanian: KV, Ukuran Stator, Torsi Throttle Parsial

Sebuah motor UAV pertanian dipilih untuk tugas yang berulang di bawah beban, bukan untuk satu penerbangan unjuk kerja tunggal, dan tiga model yang saat ini tercantum dalam tugas UAV Pertanian memperlihatkan seberapa jauh dua pembacaan atas spesifikasi yang sama dapat terpisah. Di seluruh kelompok, KV berkisar dari 100 hingga 700, massa terbitan dari 128 g hingga 649 g, resistansi internal dari 45 mΩ hingga 80 mΩ, daya dorong maksimum dari 1800 g hingga 16344 g, dan daya 180 detik terbitan dari 500 W hingga 2700 W. Rentang itu harus mencakup multirotor ringan yang membawa tangki kecil di satu ujung dan platform penyemprot berat di ujung lain, sehingga pertanyaan yang berguna bukanlah catatan mana yang menerbitkan angka terbesar, melainkan apa yang ditahan motor UAV pertanian pada throttle yang benar-benar diterbangkan wahana, dengan headroom daya yang tersisa untuk pendakian dengan tangki penuh. Panduan ini membaca ketiga catatan itu terhadap pertanyaan tersebut, dan himpunan model yang sama dihimpun pada halaman aplikasi UAV Pertanian.

Jawaban Singkat

Sebuah motor UAV pertanian tidak menghabiskan masa kerjanya pada titik yang paling ditonjolkan panel spesifikasinya. Motor itu mengangkat tangki, masuk ke lintasan penyemprotan pada throttle parsial, dan mempertahankan titik itu selama beberapa menit setiap kali sepanjang satu musim sortie. Konsekuensi elektrisnya adalah arus yang ditarik pada titik jelajah dibayar terus-menerus, sedangkan arus puncak yang dilaporkan pengujian throttle penuh hanya berlangsung beberapa detik. Daftar pendek yang disusun terhadap kolom puncak karena itu menjawab pertanyaan yang jarang diajukan wahana, dan membiarkan pertanyaan yang terus diajukan tanpa jawaban.

Tiga sifat menopang tugas itu, dan catatan-catatan di bawah menerbitkannya secara tidak merata. Resistansi internal adalah koefisien pada rugi tembaga, yaitu rugi yang berlangsung sepanjang sortie dan bukan dalam semburan. Jendela jumlah sel terbitan menentukan arus yang harus dibawa kumparan untuk daya poros tertentu, dan bus yang lebih tinggi menurunkan arus itu. Daya 180 detik terbitan adalah jendela termal dan bukan rating kontinu, dan paling baik dibaca sebagai sinyal margin di antara kandidat dengan tugas serupa, bukan sebagai angka yang dibagi ke dalam energi paket baterai.

Ketiga catatan itu terbagi pertama pada daya dorong yang diterbitkannya dan kedua pada bus yang menjadi dasar penerbitannya. Catatan entry menerbitkan 1800 g daya dorong pada jendela 3-4S, catatan menengah 8414 g pada jendela 6-14S, dan yang terbesar 16344 g pada jendela 6-12S, sementara KV turun dari 700 ke 170 lalu ke 100 seiring naiknya daya dorong terbitan. Membaca ketiganya sebagai satu kelompok, bukan sebagai tiga panel terpisah, itulah yang mengubah angka-angka terbitan menjadi daftar pendek untuk motor UAV pertanian.

Apa yang membedakan motor UAV pertanian: tugas penyemprotan, cairan korosif, dan debu

Motor BLDC untuk tugas UAV pertanian dan motor multirotor serbaguna dapat menerbitkan KV yang sama dan konfigurasi stator yang sama namun tetap diminta melakukan hal yang berbeda. Perbedaannya bukan pada nameplate melainkan pada pola kerjanya, dan tiga ciri pola itu membedakan motor UAV pertanian dari motor serbaguna.

Misi yang berulang dengan tangki penuh

Ciri penentunya adalah pengulangan di bawah beban yang paling berat pada awal setiap sortie. Sebuah motor UAV pertanian bekerja di dalam wahana yang mengangkat tangki penuh, terbang pada lintasan yang ditentukan, kembali dengan tangki yang sebagian kosong, dan lepas landas lagi setelah jeda darat yang singkat. Karena itu motor UAV pertanian menghabiskan masa pakainya bukan pada satu titik tunak, melainkan di sepanjang tugas yang dimulai mendekati massa maksimum dan mereda seiring cairan didispensasi. Daftar pendek yang dibangun di sekitar satu angka puncak mengabaikan fakta bahwa momen terberat adalah pendakian pertama setiap sortie, ketika tangki penuh dan wahana berada pada massa terberatnya. Motor drone penyemprot dipilih untuk pendakian pertama itu, bukan untuk rata-rata lintasannya.

Cairan, debu, dan udara yang dilewati rotor

Sebuah wahana pertanian bekerja rendah di atas tanaman di udara yang membawa lebih banyak daripada udara bersih. Drift semprotan meninggalkan tetesan halus dalam suspensi, debu naik dari efek tanah, dan keduanya melewati kolom yang sama tempat propeller menyedot udara. Hal itu tidak mengubah rancangan elektromagnetik motor, tetapi mengubah apa yang harus dilalui integrasinya, dan itulah alasan untuk membaca catatan mekanis dan elektris secara bersama-sama dan bukan secara terpisah.

Anggaran massa yang ditetapkan wahana penyemprot

Tugas itu juga menetapkan anggaran massa yang lebih ketat daripada yang memungkinkan oleh rancangan serbaguna. Sebuah wahana industri diterbangkan untuk tugas UAV Industri, tempat muatannya adalah sensor dan misinya adalah inspeksi atau survei; sebuah wahana pertanian membawa tangki yang isinya adalah muatan, sehingga setiap gram motor UAV pertanian adalah gram yang tidak menjadi cairan. Pertukaran itulah sebabnya catatan yang lebih ringan dalam kelompok di bawah diterbitkan pada 128 g dan 375 g dan bukan pada massa outrunner heavy-lift.

KV dan ukuran stator: memadankan motor UAV pertanian dengan propeller dan berat tangki

KV dan ukuran stator adalah dua angka yang menentukan apakah motor UAV pertanian memutar propeller yang dibutuhkan wahana dalam tugas UAV Pertanian, pada kecepatan yang dapat digunakan wahana. Keduanya biasanya dibaca bersama, karena satu tanpa yang lain hanya menggambarkan separuh dari kecocokan itu.

KV sebagai jumlah lilitan per volt

KV adalah kecepatan tanpa beban motor per volt bus, sehingga kumparan 100 KV berputar lebih lambat pada tegangan yang sama daripada kumparan 700 KV. Propeller yang lebih besar membutuhkan kecepatan berguna yang lebih rendah dan torsi yang lebih tinggi, sehingga kumparan KV rendah adalah pasangan alami bagi piringan besar yang berputar lambat, sedangkan kumparan KV tinggi cocok untuk piringan yang lebih kecil dan lebih cepat. Tiga catatan di bawah mencakup rentang itu dengan sengaja: model entry diterbitkan pada 700 KV untuk piringan multirotor kecil, dan dua model yang lebih berat diterbitkan pada 170 KV dan 100 KV untuk propeller yang lebih besar yang dibawa wahana penyemprot.

Ukuran stator terhadap propeller dan massa tangki

Stator adalah tempat torsi dihasilkan, dan ukurannya menetapkan seberapa banyak material magnetik yang harus diolah kumparan. Di seluruh kelompok, konfigurasi stator tumbuh dari 12N14P pada selubung 41.8 mm menjadi 24N28P pada 69 mm lalu menjadi 36N42P pada 91.6 mm, dan daya dorong terbitan tumbuh bersamanya, dari 1800 g menjadi 8414 g lalu menjadi 16344 g. Stator yang lebih besar pada KV yang serupa adalah salah satu cara motor UAV pertanian membeli torsi tanpa menaikkan bus, yang penting pada wahana yang massanya naik begitu tangki diisi.

Membaca KV pada ketiga catatan

KV terbitan dari ketiga model bukanlah peringkat kualitas melainkan deskripsi propeller yang hendak diputar masing-masing. Catatan 700 KV adalah ujung multirotor ringan, catatan 170 KV adalah wahana penyemprot ukuran menengah, dan catatan 100 KV adalah ujung tangki berat. Daftar pendek untuk motor UAV pertanian yang dimulai dari diameter propeller dan massa lepas landas wahana bermuatan akan mendarat pada kolom KV yang tepat sebelum melihat angka lain, dan daya dorong terbitan setiap model adalah angka yang mengonfirmasi pilihan itu.

Torsi pada throttle parsial: mempertahankan daya dorong saat jelajah alih-alih mengejar angka puncak

Throttle parsial adalah tempat motor UAV pertanian menghabiskan sebagian besar waktu terbangnya, dan itulah titik yang diam-diam dilewati oleh perbandingan daya dorong puncak. Motor tetap harus mempertahankan propeller pada kecepatan yang diperintahkan, dan torsi yang dibutuhkan untuk itu tidak hilang hanya karena throttle berada di bawah maksimum.

Mengapa titik jelajah menetapkan kumparan

Pada throttle parsial, pengendali mencacah bus pada duty cycle yang lebih rendah, sehingga kumparan melihat arus rata-rata yang lebih rendah daripada pada throttle penuh, tetapi torsi yang harus dihasilkannya ditetapkan oleh beban propeller pada kecepatan itu. Kumparan yang mempertahankan titik jelajah dengan nyaman adalah kumparan yang resistansi dan jalur termalnya dapat membawa arus itu sepanjang lintasan dan bukan hanya untuk semburan pengujian, itulah sebabnya kolom resistansi internal lebih penting di sini daripada kolom arus puncak.

Daya dorong puncak terhadap daya dorong yang dipertahankan

Angka daya dorong maksimum terbitan menggambarkan apa yang dapat dihasilkan motor pada satu kondisi, biasanya pengujian singkat pada propeller dan tegangan yang dinyatakan. Angka itu adalah batas atas yang berguna sekaligus deskripsi jelajah yang buruk. Angka yang penting untuk lintasan penyemprotan adalah daya dorong yang dapat dipertahankan motor UAV pertanian pada throttle yang diterbangkan wahana, dan angka itu tidak diterbitkan secara langsung; angka itu harus dibaca dari efisiensi dan perilaku termal kumparan pada arus yang ditarik titik jelajah.

Apa yang diminta throttle parsial dari pengendali

Kumparan KV rendah bertorsi tinggi pada motor UAV pertanian juga mengubah apa yang harus dilakukan pengendali kecepatan elektronik dengan baik. Pensaklaran yang lebih lambat pada frekuensi listrik yang lebih rendah lebih ringan bagi pengendali daripada komutasi cepat yang dituntut motor KV tinggi, dan arus yang harus dibawa pengendali saat jelajah lebih rendah pada bus yang lebih tinggi. Itulah salah satu alasan catatan yang lebih berat dalam kelompok diterbitkan pada jendela 6-12S atau 6-14S dan bukan pada jumlah sel rendah model entry.

Headroom daya 180 s untuk pendakian dengan tangki penuh

Angka 180 detik muncul pada setiap motor UAV pertanian dalam kelompok, dan angka itulah yang sering dibaca dengan cara yang keliru. Angka itu adalah jendela termal dan bukan rating kontinu, dan perbedaan itu penting pada saat tepat ketika wahana berada pada massa terberatnya.

Apa yang diukur oleh kolom 180 detik

Angka daya 180 detik menggambarkan daya yang dapat diserap motor UAV pertanian selama periode terbatas tanpa kumparannya mencapai suhu yang dianggap produsen sebagai batas. Itulah kondisi yang dialami pengujian throttle penuh, dan sengaja dibuat singkat karena rugi tembaga dalam jendela itu memanaskan kumparan lebih cepat daripada kemampuan struktur di sekitarnya membuang panas. Dibaca sendiri, angka itu menyatakan berapa besar daya yang tersedia dalam satu semburan; dibaca di samping arus kontinu model yang sama, angka itu menyatakan berapa besar headroom yang diwakili semburan tersebut.

Pendakian dengan tangki penuh terhadap jendela 180 detik

Pendakian terberat yang dihadapi motor drone penyemprot terjadi di awal, dengan tangki penuh dan wahana pada massa maksimum. Pendakian itu singkat, yang justru merupakan bentuk tugas yang digambarkan kolom 180 detik, sehingga angka itu relevan di sana dan bukan pada jelajah yang menyusul. Model yang daya 180 detik terbitannya berada dengan nyaman di atas daya yang dibutuhkan wahana bermuatan untuk menanjak memiliki margin; model yang angkanya dekat dengan kebutuhan itu menyisakan sedikit ruang untuk tangki yang lebih berat atau hari yang lebih panas.

Arus kontinu di samping angka 180 detik

Dua dari tiga catatan menerbitkan arus kontinu 180 detik di samping angka dayanya, 25 A pada model entry dan 38 A pada model ukuran menengah. Catatan terbesar justru menerbitkan arus puncak 60 A dan membiarkan angka kontinunya terbuka, sehingga kedua angka itu tidak dapat langsung dipertukarkan dan selisih itu layak dicatat alih-alih diisi dengan asumsi. Jika keduanya diterbitkan, arus kontinu adalah bagian yang lebih berguna dari pasangan itu, karena arus itu menggambarkan apa yang dapat ditahan motor UAV pertanian sepanjang lintasan dan bukan dalam semburan.

Paparan lapangan: debu, drift semprotan, dan angka yang dibiarkan terbuka oleh catatan

Paparan lapangan tidak mengubah rancangan elektris motor UAV pertanian, tetapi mengubah integrasi di sekitarnya, dan itulah bagian tugas yang paling sedikit digambarkan panel terbitan. Membacanya secara jujur berarti memisahkan apa yang dinyatakan catatan dari apa yang harus dikonfirmasi dengan produsen.

Debu dan drift semprotan di jalur udara

Wahana yang bekerja rendah di atas tanaman menyedot udara pendinginnya melalui kolom yang membawa tetesan, debu halus, dan setelah semprotan lewat, residu yang dapat mengendap pada permukaan mana pun dalam aliran udara. Bagi motor UAV pertanian, hal ini terutama memengaruhi sisi mekanis integrasinya: jalur udara melalui stator, kondisi bantalan sepanjang satu musim, serta kabel dan konektor yang membentang dari kumparan ke pengendali. Tidak satu pun dari itu merupakan batas elektromagnetik, tetapi semuanya merupakan titik tempat satu musim lapangan berbeda dari pengujian meja.

Angka yang dibiarkan terbuka oleh catatan

Yang tidak diterbitkan catatan dalam kelompok ini adalah rating penyekatan, masuknya benda asing, atau korosi untuk ketiga motor, sehingga tidak ada kelas perlindungan yang boleh dibaca ke dalamnya. Panel terbitan memuat massa, selubung, KV, konfigurasi stator, resistansi, jendela sel, daya dorong, dan daya, dan itulah angka-angka yang dikutip panduan ini. Jika sebuah rancangan lapangan membutuhkan angka masuknya benda asing, itu adalah spesifikasi yang harus dikonfirmasi langsung dengan produsen dan bukan disimpulkan dari data elektris, dan hal yang sama berlaku untuk efek jangka panjang kimia semprotan pada bantalan serta konektor, yaitu titik tempat motor UAV pertanian berkomitmen pada rancangan lapangan.

Membandingkan motor UAV pertanian: U3 KV700, P60 Pin KV170, P80 III Pin KV100

Tiga catatan di bawah diurutkan berdasarkan daya dorong maksimum terbitan, yang juga merupakan urutan yang cocok dengan massa tangki yang naik untuk motor UAV pertanian. Tabel ini mereproduksi angka terbitan untuk setiap model, dan tidak ada apa pun di dalamnya yang diturunkan.

Model, konfigurasi stator, resistansi internal, jumlah sel terbitan, daya dorong maksimum, daya maksimum 180 detik, dan berat sesuai yang diterbitkan produsen untuk ketiga model yang saat ini tercantum dalam tugas UAV Pertanian, diurutkan berdasarkan daya dorong maksimum terbitan. Daya dorong maksimum dan daya 180 detik adalah angka yang diterbitkan produsen untuk setiap model; keduanya bergantung pada propeller dan tegangan bus yang digunakan dalam pengujian, sehingga keduanya hanya dapat dibandingkan dalam kelompok ini dalam arti bahwa keduanya menggambarkan kondisi terbitan masing-masing model. Jumlah sel ditampilkan sesuai yang diterbitkan, sehingga suatu rentang berarti model itu diterbitkan di seluruh rentang tersebut. Berat mencakup kabel dan konektor jika produsen menerbitkannya demikian. Tidak ada kolom KV karena setiap nama model dalam tabel membawa angka KV-nya sendiri, dan tidak ada kolom selubung karena tugas yang dijelaskan di sini bergantung pada kolom elektris, bukan pada dimensi bodi.

Membaca ketiganya melintasi massa tangki

Catatan teringan, T-Motor U3 KV700 Motor UAV, diterbitkan pada 128 g dengan 1800 g daya dorong, yang menempatkannya pada ujung multirotor kecil dari kelas penyemprot, tempat tangkinya ringan dan propelernya kecil. Catatan menengah, T-Motor P60 Pin KV170 Motor UAV, diterbitkan pada 375 g dengan 8414 g daya dorong, dan yang terbesar, T-Motor P80 III Pin KV100 Motor UAV, diterbitkan pada 649 g dengan 16344 g daya dorong. Dibaca dalam urutan itu, ketiganya menggambarkan tangga dari wahana penyemprot ringan ke wahana yang berat, dan massa terbitan motor naik seiring daya dorong yang harus dihasilkannya.

Tempat ketiga catatan berbeda

Ketiganya tidak berskala secara merata. Resistansi internal turun dari 50 mΩ pada catatan entry ke 45 mΩ pada catatan terbesar, sedangkan catatan menengah diterbitkan pada 80 mΩ, yang tertinggi dalam kelompok; resistansi yang lebih tinggi berarti rugi tembaga yang lebih besar untuk arus tertentu, yang merupakan angka untuk ditimbang terhadap daya dorong yang diterbitkan setiap model. Jendela sel melebar lalu menyempit, dari 3-4S pada catatan entry menjadi 6-14S pada catatan menengah dan 6-12S pada catatan terbesar. Untuk wahana pada ujung berat kelas penyemprot, tugas Drone Heavy-Lift memuat catatan-catatan di atas kelompok ini, dan rentang T-Motor di balik ketiga catatan ini dihimpun pada halaman produsen T-Motor.

Menyusun daftar pendek motor UAV pertanian: dari massa tangki ke daya dorong hover, KV, tegangan bus, dan dudukan

Daftar pendek untuk motor UAV pertanian lebih mudah dipertahankan ketika disusun dalam urutan wahana itu dibangun. Urutan di bawah bekerja dari massa yang harus diangkat motor hingga ke detail yang menentukan apakah catatan yang dipilih cocok dengan rancangannya, dan urutan itu berlaku bagi catatan dalam tugas UAV Pertanian sebagaimana berlaku bagi catatan sebanding yang ditambahkan kemudian.

Tetapkan massa tangki dan daya dorong hover terlebih dahulu

Mulailah dari massa lepas landas wahana bermuatan, termasuk tangki penuh, rangka, dan elektronik muatannya. Daya dorong yang dibutuhkan untuk hover dan menanjak berada di atas massa itu, dan daya dorong maksimum terbitan setiap kandidat adalah kolom pertama yang dibandingkan dengannya. Catatan yang daya dorong terbitannya dekat dengan kebutuhan hover menyisakan sedikit margin untuk tangki penuh pada hari yang panas, yaitu kondisi yang digambarkan kolom 180 detik.

Lalu KV, jumlah sel, dan selubung elektris

Setelah pita daya dorong ditetapkan, diameter propeller menunjuk ke KV tertentu, dan jendela sel menentukan arus yang harus dibawa kumparan untuk daya dorong itu. Bus yang lebih tinggi menurunkan arus untuk daya poros yang sama, yang lebih ringan bagi pengendali dan pengkabelan, sehingga jendela sel dan pitch propeller dibaca bersama-sama dan bukan satu per satu. Resistansi internal setiap kandidat adalah angka yang mengubah arus itu menjadi rugi tembaga, dan layak dibandingkan di seluruh daftar pendek pada langkah ini.

Lalu dudukan, kabel, dan catatan

Langkah terakhir menentukan apakah motor yang masuk daftar pendek dapat dipasang ke wahana. Selubung terbitan, pola dudukan, dan panjang kabel motor UAV pertanian yang masuk daftar pendek harus cocok dengan lengan dan jalur yang digunakan wahana, dan angka apa pun yang dibiarkan terbuka oleh catatan adalah pertanyaan untuk produsen dan bukan nilai untuk diasumsikan. Menutup daftar pendek pada detail integrasi dan bukan pada angka nameplate itulah yang mencegah kandidat yang menjanjikan gagal pada perakitan.

Pertanyaan yang sering diajukan

Sumber daya resmi

T-Motor menerbitkan halaman produk resmi untuk setiap unit beserta panel spesifikasinya, dan halaman-halaman itu tetap menjadi sumber rujukan utama untuk setiap angka yang dikutip dalam panduan ini tentang motor UAV pertanian - misalnya halaman produk U3 KV700, halaman produk P60 Pin KV170, dan halaman produk P80 III Pin KV100. Setiap halaman menyatakan propeller dan tegangan tempat angkanya diukur, yaitu kondisi yang harus diperiksa sebelum membandingkan dua catatan mana pun.

Langkah selanjutnya

Untuk menyusun daftar pendek motor UAV pertanian alih-alih sekadar membaca, tiga alat di platform ini bekerja secara berurutan. Seluruh kategori Motor UAV memuat ketiga catatan di sini bersama model Navigator dan heavy-lift, gunakan Seleksi untuk mempersempit berdasarkan jumlah sel, massa, dan daya terbitan, lalu tempatkan kandidat satu terhadap yang lain di Perbandingan Produk. Halaman aplikasi UAV Pertanian memuat tugas yang sama dengan atribut filternya sendiri, dan halaman produsen T-Motor menghimpun seluruh rentang di balik catatan-catatan ini.

Tiga artikel lain memuat bagian dari topik ini yang tidak diselesaikan oleh tugas pertanian. Motor UAV: Menyesuaikan KV, Gaya Dorong, dan Massa dengan Wahana membaca motor yang sama dari sudut pandang UAV umum, Motor BLDC untuk UAV Industri: Siklus Kerja, Redundansi, dan Muatan mencakup misi industri berulang yang dimiliki bersama oleh wahana-wahana ini, dan Motor Drone Heavy-Lift: Tiga Opsi T-Motor dari 2.85 kg hingga 101 kg Gaya Dorong memuat rentang daya dorong di atas kelompok ini. Secara bersama-sama, ketiganya membahas pertanyaan yang sama, yaitu motor BLDC untuk UAV pertanian, dari tugas-tugas yang berada di samping tugas ini.