Моторы BLDC для сельскохозяйственных БПЛА: KV, статор и момент на части газа

Мотор BLDC для сельскохозяйственных БПЛА выбирают под задачу, которая повторяется под нагрузкой, а не под один показательный полёт, и три модели, представленные сейчас под режимом Сельскохозяйственные БПЛА, показывают, насколько далеко друг от друга могут стоять два способа чтения одной спецификации. По всей группе KV идёт от 100 до 700, опубликованная масса — от 128 g до 649 g, внутреннее сопротивление — от 45 mΩ до 80 mΩ, максимальная тяга — от 1800 g до 16344 g, а опубликованная мощность за 180 секунд — от 500 W до 2700 W. Этот разброс должен охватывать лёгкий мультикоптер с небольшим баком на одном конце и тяжёлую платформу для опрыскивания на другом, поэтому полезный вопрос не в том, какая запись публикует наибольшее число, а в том, что удерживает мотор BLDC для сельскохозяйственных БПЛА на том газе, на котором аппарат действительно летит, с запасом мощности на набор высоты при полном баке. Этот обзор читает три записи относительно этого вопроса, и тот же набор моделей собран на странице приложения «Сельскохозяйственные БПЛА».

Краткий ответ

Мотор BLDC для сельскохозяйственных БПЛА проводит свою рабочую жизнь не в той точке, о которой громче всего говорит его панель характеристик. Он поднимает бак, входит в режим опрыскивания на части газа и удерживает эту точку минутами за раз на протяжении сезона вылетов. Электрическое следствие в том, что ток, потребляемый в крейсерской точке, оплачивается непрерывно, тогда как пиковый ток, о котором сообщает тест на полном газу, длится секунды. Список кандидатов, составленный по столбцу пика, поэтому отвечает на вопрос, который аппарат задаёт редко, и оставляет без ответа тот, который он задаёт постоянно.

Три свойства несут эту задачу, и записи ниже публикуют их неравномерно. Внутреннее сопротивление — это коэффициент при потерях в меди, а это потери, которые идут весь вылет, а не всплесками. Опубликованное окно числа ячеек решает, какой ток обмотка должна нести при заданной мощности на валу, и более высокая шина снижает этот ток. Опубликованная мощность за 180 секунд — это тепловое окно, а не непрерывный номинал, и её лучше читать как сигнал запаса между кандидатами со сходной задачей, а не как число, на которое делят энергию батарейного блока.

Три записи разделяются сначала по публикуемой тяге, а затем по шине, для которой они опубликованы. Начальная запись публикует 1800 g тяги на окне 3-4S, средняя — 8414 g на окне 6-14S, а самая крупная — 16344 g на окне 6-12S, тогда как KV падает с 700 до 170 и затем до 100 по мере роста публикуемой тяги. Чтение этих трёх как одной группы, а не как трёх отдельных панелей, — это то, что превращает опубликованные числа в список кандидатов для мотора BLDC для сельскохозяйственных БПЛА.

Чем отличается мотор для сельскохозяйственного БПЛА: режим опрыскивания, агрессивная жидкость и пыль

Мотор BLDC для сельскохозяйственного БПЛА и мотор общего назначения для мультикоптера могут публиковать одинаковый KV и одинаковую конфигурацию статора и всё же получать разные задачи. Разница не в шильдике, а в характере работы, и три особенности этого характера отличают такой мотор от мотора общего назначения.

Миссия, которая повторяется с полным баком

Определяющая особенность — повторение под нагрузкой, которая тяжелее всего в начале каждого вылета. Мотор BLDC для сельскохозяйственных БПЛА работает в аппарате, который поднимает полный бак, летит по заданному маршруту, возвращается с частично опустевшим баком и снова взлетает после короткого наземного интервала. Поэтому мотор проводит свою жизнь не в одной постоянной точке, а вдоль задачи, которая начинается вблизи максимальной массы и ослабевает по мере расходования жидкости. Список кандидатов, построенный вокруг одной пиковой цифры, игнорирует тот факт, что самый тяжёлый момент — это первый набор высоты в каждом вылете, когда бак полон и аппарат в своей самой тяжёлой точке. Мотор для опрыскивающего дрона выбирают именно под этот первый набор высоты, а не под среднее по маршруту.

Жидкость, пыль и воздух, который протягивает ротор

Сельскохозяйственный аппарат работает низко над посевами в воздухе, который несёт больше, чем чистый воздух. Снос опрыскивания оставляет в взвеси мелкие капли, пыль поднимается от влияния земли, и оба проходят через тот же столб, из которого забирает пропеллер. Это не меняет электромагнитный расчёт мотора, но меняет то, что должна выдержать интеграция, и это причина читать механические и электрические записи вместе, а не в отрыве друг от друга.

Бюджет массы, который задаёт аппарат для опрыскивания

Задача также задаёт бюджет массы более тесный, чем допускает постройка общего назначения. Промышленный аппарат летает под режимом Промышленные БПЛА, где полезная нагрузка — это датчик, а миссия — инспекция или съёмка; сельскохозяйственный аппарат несёт бак, содержимое которого и есть полезная нагрузка, поэтому каждый грамм мотора BLDC для сельскохозяйственных БПЛА — это грамм, который не становится жидкостью. Именно из-за этого обмена более лёгкие записи в группе ниже опубликованы при 128 g и 375 g, а не при массе тяжелогрузного мотора с внешним ротором.

KV и размер статора: согласование мотора BLDC для сельскохозяйственных БПЛА с пропеллером и массой бака

KV и размер статора — это две величины, которые решают, раскрутит ли мотор BLDC для сельскохозяйственных БПЛА пропеллер, нужный аппарату под режимом Сельскохозяйственные БПЛА, на той скорости, которую аппарат способен использовать. Их обычно читают вместе, потому что одно без другого описывает лишь половину согласования.

KV как число оборотов на вольт

KV — это скорость мотора без нагрузки на вольт шины, поэтому обмотка 100 KV вращается на том же напряжении медленнее, чем обмотка 700 KV. Более крупному пропеллеру нужна меньшая полезная скорость и больший момент, поэтому низкий KV — естественный партнёр для большого медленного диска, тогда как высокий KV подходит меньшему и более быстрому. Три записи ниже охватывают этот диапазон намеренно: начальная модель опубликована при 700 KV для диска небольшого мультикоптера, а две более тяжёлые модели опубликованы при 170 KV и 100 KV для более крупных пропеллеров, которые несёт аппарат для опрыскивания.

Размер статора против массы пропеллера и бака

Статор — это то место, где создаётся момент, и его размер задаёт, сколько магнитного материала есть у обмотки для работы. По группе конфигурация статора растёт с 12N14P при корпусе 41.8 mm до 24N28P при 69 mm и затем до 36N42P при 91.6 mm, и публикуемая тяга растёт вместе с ней — с 1800 g до 8414 g и затем до 16344 g. Более крупный статор при близком KV — один из способов, которыми мотор BLDC для сельскохозяйственных БПЛА покупает момент, не поднимая шину, что важно на аппарате, чья масса растёт в тот момент, когда бак заполнен.

Чтение KV по трём записям

Опубликованный KV трёх моделей — это не рейтинг качества, а описание пропеллера, который каждая из них построена вращать. Запись 700 KV — это лёгкий конец мультикоптеров, запись 170 KV — это аппарат среднего размера для опрыскивания, а запись 100 KV — это конец с тяжёлым баком. Список кандидатов, который начинается с диаметра пропеллера и полной массы загруженного аппарата, попадёт в правильный столбец KV прежде, чем посмотрит на любую другую величину, и публикуемая тяга каждой модели — это число, которое подтверждает выбор.

Момент на части газа: удержание тяги в крейсере вместо погони за пиковыми числами

Часть газа — это то, где мотор BLDC для сельскохозяйственных БПЛА проводит большую часть своего полётного времени, и это та точка, которую сравнение по пиковой тяге тихо пропускает. Мотор всё равно должен удерживать пропеллер на заданной скорости, и момент, нужный для этого, не исчезает оттого, что газ стоит ниже максимума.

Почему крейсерская точка задаёт обмотку

На части газа регулятор рубит шину на меньшей скважности, поэтому обмотка видит меньший средний ток, чем на полном газу, но момент, который она должна создавать, задаётся нагрузкой пропеллера на этой скорости. Обмотка, которая уверенно удерживает крейсерскую точку, — это та, чьё сопротивление и тепловой путь способны нести этот ток весь маршрут, а не тестовый всплеск, и именно поэтому столбец внутреннего сопротивления здесь важнее столбца пикового тока.

Пиковая тяга против удерживаемой тяги

Опубликованное значение максимальной тяги описывает, что мотор способен создать при одном условии, обычно в коротком тесте при заданных пропеллере и напряжении. Это полезная верхняя граница и плохое описание крейсера. Число, которое важно для прохода опрыскивания, — это тяга, которую мотор BLDC для сельскохозяйственных БПЛА способен удерживать на том газе, на котором летит аппарат, и это число не публикуется напрямую; его приходится вычитывать из эффективности и теплового поведения обмотки при токе, который потребляет крейсерская точка.

Что часть газа требует от регулятора

Обмотка с низким KV и высоким моментом в таком моторе также меняет то, что электронный регулятор скорости должен делать хорошо. Более медленная коммутация на меньшей электрической частоте легче для регулятора, чем быстрая коммутация, которую требует мотор с высоким KV, а ток, который регулятор должен нести в крейсере, ниже на более высокой шине. Это одна из причин, по которой более тяжёлые записи в группе опубликованы на окне 6-12S или 6-14S, а не при малом числе ячеек начальной модели.

Запас мощности на 180 s для набора высоты с полным баком

Цифра 180 секунд стоит на каждом моторе BLDC для сельскохозяйственных БПЛА в группе, и её часто читают неверно. Это тепловое окно, а не непрерывный номинал, и это различие важно в тот самый момент, когда аппарат тяжелее всего.

Что измеряет столбец 180 секунд

Значение мощности на 180 секунд описывает мощность, которую мотор BLDC для сельскохозяйственных БПЛА способен поглощать в течение ограниченного периода, пока его обмотка не достигнет температуры, которую производитель считает предельной. Это то условие, в котором находится тест на полном газу, и оно намеренно короткое, потому что потери в меди внутри этого окна нагревают обмотку быстрее, чем окружающая конструкция успевает отводить тепло. Само по себе оно говорит, сколько мощности доступно во всплеске; рядом с непрерывным током той же модели оно говорит, какой запас этот всплеск представляет.

Набор высоты с полным баком против окна 180 секунд

Самый тяжёлый набор высоты, с которым сталкивается мотор для опрыскивающего дрона, происходит в начале, с полным баком и аппаратом при максимальной массе. Этот набор высоты короткий, и это ровно та форма задачи, которую описывает столбец 180 секунд, поэтому цифра уместна именно там, а не в крейсере, который следует за ним. У модели, чья опубликованная мощность на 180 секунд находится с хорошим запасом выше мощности, нужной загруженному аппарату для набора высоты, есть запас; у той, чья цифра стоит близко к этому требованию, мало места для более тяжёлого бака или более жаркого дня.

Непрерывный ток рядом с цифрой 180 секунд

Две из трёх записей публикуют непрерывный ток на 180 секунд рядом со значением мощности — 25 A у начальной модели и 38 A у модели среднего размера. Самая крупная запись публикует вместо этого 60 A пикового тока и оставляет непрерывное значение открытым, поэтому эти два числа не являются напрямую взаимозаменяемыми, и этот разрыв стоит отметить, а не заполнять предположением. Там, где опубликованы оба, непрерывный ток — более полезная половина пары, потому что он описывает, что мотор BLDC для сельскохозяйственных БПЛА способен удерживать на всём маршруте, а не во всплеске.

Эксплуатация в поле: пыль, снос опрыскивания и величины, которые записи оставляют открытыми

Эксплуатация в поле не меняет электрический расчёт мотора BLDC для сельскохозяйственных БПЛА, но меняет интеграцию вокруг него, и это та часть задачи, которую опубликованные панели описывают меньше всего. Честное чтение означает отделение того, что заявляют записи, от того, что приходится подтверждать у производителя.

Пыль и снос опрыскивания в воздушном тракте

Аппарат, работающий низко над посевами, забирает свой охлаждающий воздух через столб, который несёт капли, мелкую пыль и — после того как прошло опрыскивание — остаток, способный осесть на любой поверхности в потоке воздуха. Для мотора BLDC для сельскохозяйственных БПЛА это в основном влияет на механическую сторону интеграции: воздушный путь через статор, состояние подшипников за сезон и кабель с разъёмом, которые идут от обмотки к регулятору. Ничто из этого не является электромагнитным пределом, но всё это — точки, где полевой сезон отличается от стендового теста.

Величины, которые записи оставляют открытыми

Чего записи в этой группе не публикуют — так это рейтинг герметичности, проникновения или коррозионной стойкости ни для одного из трёх моторов, поэтому никакой класс защиты не следует вчитывать в них. Опубликованные панели несут массу, габариты, KV, конфигурацию статора, сопротивление, окно ячеек, тягу и мощность, и именно эти величины цитирует данный обзор. Там, где полевой сборке нужна величина проникновения, это спецификация, которую следует подтвердить у производителя напрямую, а не выводить из электрических данных, и то же относится к долгосрочному влиянию химии опрыскивания на подшипники и разъёмы — это та точка, в которой мотор BLDC для сельскохозяйственных БПЛА оказывается привязан к полевой сборке.

Сравнение моторов BLDC для сельскохозяйственных БПЛА: U3 KV700, P60 Pin KV170, P80 III Pin KV100

Три записи ниже упорядочены по публикуемой максимальной тяге, и это также порядок, в котором они подходят для растущей массы бака у мотора BLDC для сельскохозяйственных БПЛА. Таблица воспроизводит опубликованные значения для каждой модели, и ничто в ней не является производным.

Модель, конфигурация статора, внутреннее сопротивление, опубликованное число ячеек, максимальная тяга, максимальная мощность на 180 секунд и масса — как опубликовано производителем для трёх моделей, представленных сейчас под режимом Сельскохозяйственные БПЛА, упорядоченных по публикуемой максимальной тяге. Максимальная тяга и мощность на 180 секунд — это величины, которые производитель публикует для каждой модели; обе зависят от пропеллера и напряжения шины, использованных в тесте, поэтому внутри группы они сопоставимы лишь в том смысле, что описывают опубликованное условие каждой модели. Число ячеек показано как опубликовано, поэтому диапазон означает, что модель опубликована по всему диапазону. Масса включает кабель и разъём там, где производитель публикует её так. Столбец KV не показан, потому что каждое название модели в таблице несёт собственное значение KV, и столбец габаритов не показан, потому что описанный здесь режим определяется электрическими столбцами, а не размерами корпуса.

Чтение трёх записей по массе бака

Самая лёгкая запись, T-Motor U3 KV700 мотор для БПЛА, опубликована при 128 g с 1800 g тяги, что помещает её к малому концу класса опрыскивания, где бак лёгкий, а пропеллер небольшой. Средняя запись, T-Motor P60 Pin KV170 мотор для БПЛА, опубликована при 375 g с 8414 g тяги, а самая крупная, T-Motor P80 III Pin KV100 мотор для БПЛА, опубликована при 649 g с 16344 g тяги. Прочитанные в этом порядке, три записи описывают лестницу от лёгкого аппарата для опрыскивания к тяжёлому, и публикуемая масса мотора растёт вместе с тягой, которую он должен создавать.

Где три записи расходятся

Три записи масштабируются неравномерно. Внутреннее сопротивление падает с 50 mΩ у начальной записи до 45 mΩ у самой крупной, тогда как средняя запись опубликована при 80 mΩ, самом высоком в группе; более высокое сопротивление — это больше потерь в меди при заданном токе, и это величина, которую стоит взвесить против тяги, публикуемой каждой моделью. Окно ячеек сначала расширяется, а затем сужается — с 3-4S у начальной записи до 6-14S у средней и 6-12S у самой крупной. Для аппарата на тяжёлом конце класса опрыскивания записи выше этой группы несёт режим Тяжелогрузные дроны, а ряд T-Motor за этими тремя записями собран на странице производителя T-Motor.

Отбор мотора для сельскохозяйственного БПЛА: от массы бака к тяге висения, KV, напряжению шины и креплению

Список кандидатов для мотора BLDC для сельскохозяйственных БПЛА легче защитить, когда он строится в том порядке, в котором строится аппарат. Последовательность ниже идёт от массы, которую мотор должен поднять, вниз к деталям, которые решают, подходит ли выбранная запись сборке, и она применима к записям под режимом Сельскохозяйственные БПЛА так же легко, как к любой сопоставимой записи, добавленной позже.

Сначала зафиксировать массу бака и тягу висения

Начать следует с полной массы загруженного аппарата, включая полный бак, раму и электронику полезной нагрузки. Тяга, нужная для висения и набора высоты, лежит поверх этой массы, и публикуемая максимальная тяга каждого кандидата — это первый столбец для сравнения с ней. Запись, чья публикуемая тяга стоит близко к требованию висения, оставляет мало запаса для полного бака в жаркий день, а это и есть условие, которое описывает столбец 180 секунд.

Затем KV, число ячеек и электрический конверт

Когда диапазон тяги зафиксирован, диаметр пропеллера указывает на KV, а окно ячеек решает, какой ток обмотка должна нести для этой тяги. Более высокая шина снижает ток при той же мощности на валу, что легче и для регулятора, и для проводки, поэтому окно ячеек и шаг пропеллера читают вместе, а не по отдельности. Внутреннее сопротивление каждого кандидата — это величина, которая превращает этот ток в потери в меди, и на этом шаге его стоит сравнить по всему списку кандидатов.

Затем крепление, кабель и запись

Последний шаг решает, встанет ли отобранный мотор в аппарат. Публикуемые габариты, схема крепления и длина кабеля отобранного мотора BLDC для сельскохозяйственных БПЛА должны совпадать с лучом и прокладкой, которые использует аппарат, а любая величина, которую запись оставляет открытой, — это вопрос к производителю, а не значение, которое можно предположить. Замыкание списка кандидатов на деталях интеграции, а не на числах шильдика, — это то, что удерживает перспективного кандидата от провала при сборке.

Часто задаваемые вопросы

Официальные материалы

T-Motor публикует официальную страницу продукта для каждого изделия с его панелью характеристик, и эти страницы остаются источником истины для каждой величины, приведённой в этом обзоре о сельскохозяйственном моторе — например, страница продукта U3 KV700, страница продукта P60 Pin KV170 и страница продукта P80 III Pin KV100. Каждая страница указывает пропеллер и напряжение, при которых измерялись её значения, а это условие, которое следует проверить, прежде чем сравнивать любые две записи.

Куда двигаться дальше

Когда цель — отобрать, а не изучать сельскохозяйственный мотор, три инструмента на платформе выполняют работу последовательно. Изучить всю категорию Моторы для БПЛА, чтобы увидеть три записи отсюда рядом с моделями Navigator и тяжелогрузными, сузить кандидатов по числу ячеек, массе и опубликованной мощности в Подбор, затем поставить кандидатов друг против друга в Сравнение продуктов. Страница приложения Сельскохозяйственные БПЛА содержит тот же режим с собственными атрибутами фильтрации, а страница производителя T-Motor собирает весь ряд за этими записями.

Три дальнейших обзора несут те части этой темы, которые сельскохозяйственная задача не решает. Моторы для БПЛА: подбор KV, тяги и массы под аппарат читает те же моторы с общей точки зрения БПЛА, Мотор BLDC для промышленного БПЛА: режим, резервирование и нагрузка охватывает повторяющуюся промышленную миссию, которую эти аппараты разделяют, а Моторы для тяжелогрузных дронов: три варианта T-Motor от 2.85 кг до 101 кг тяги несёт диапазон тяги выше этой группы. Между собой эти три трактуют один и тот же вопрос — мотор BLDC для сельскохозяйственного БПЛА — с точек зрения задач, которые стоят рядом с этой.