Yüksek itişli drone motoru boyutlandırma: faydalı yük, verimlilik ve termal marj

Yüksek itişli drone motoru bir teknik föydeki en büyük birim değildir; hava aracının gerçekten uçtuğu çalışma noktasında itişini hâlâ üretebilen motordur. Boyutlandırma, hava aracının kaldırması gereken kütleden başlar, bu kütleyi rotorlar arasında paylaştırır ve ardından motorun termal marjı tükenmeden kendi yük payını taşıyıp taşıyamadığını kontrol eder. Yük sınıfı, rotor başına itiş ve termal marj yanıtı belirleyen üç büyüklüktür ve ağır yük bir hava aracında bu büyüklükler aynı zamanda işi yapmak için taşınması gereken motor kütlesini belirleyen büyüklüklerdir.

Bu kılavuz, hâlihazırda ToBMS İHA Motorları kategorisindeki on kaydı ele alır; hepsi ToBMS kayıtlarının Ağır Yük Drone ve Tarım İHA altında gruplandırdığı T-Motor üniteleridir ve her adımda seçimi hangi spesifikasyonun belirlediğini ortaya koyar. Aşağıdaki her değer ToBMS ürün kaydından veya üreticinin yayımladığı spesifikasyondan alınmıştır; bu değerlerden türetilen oranlar türetilmiş olarak işaretlenmiştir ve bir değer yayımlanmamışsa benzer bir modelden çıkarılmak yerine yayımlanmamış olarak belirtilmiştir.

Hızlı Yanıt

Yük sınıfı ilk sıradadır ve motorun değil hava aracının bir değeridir. Burada incelenen sekiz Navigator kaydı, hava aracı maksimum kalkış ağırlığını doğrudan üreticinin sayfasında belirtir; T-Motor MN1115 KV130 UAV Motor için 60 kg'dan T-Motor MN1330 KV40 UAV Motor için 140 kg'a kadar uzanır. Bu sayı hava aracının toplam ağırlığıdır, altında asılı duran yük değil; faydalı yük, gövde, batarya paketi, aviyonik ve motorlar çıkarıldıktan sonra kalan miktardır; bu yüzden motor seçimi tek başına bir yük değerinden değil bir kütle bütçesinden doğar ve bu yüzden ağır yük için bir yüksek itişli drone motoru her zaman yükle değil hava aracıyla eşleştirilir.

Yüksek itişli drone motoru, sağlaması gereken itiş, hava aracının ihtiyaç duyduğu itişin kollar arasında paylaştırılmasıyla belirlenir. Çok rotorlu uygulama, manevralar ve bozucu etkiler sırasında kontrol yetkisinin korunması için toplam ağırlığın bir katını kontrol için ayırır; bu nedenle motor başına kayıtlı maksimum itiş bir çalışma noktası değil bir üst sınırdır. Bir rotorun yitirilmesinden sonra kontrolün sürdürülmesi, hava aracı konfigürasyonundan, kontrol dağıtımından ve incelenen arıza durumundan doğan ve tek başına maksimum itiş değerinden değil ayrı bir hata toleransı gereksinimidir. O üst sınırın uçuşta geçerli olup olmadığını belirleyen üçüncü bir büyüklük vardır ve bu termal marjdır: bu motorlar için yayımlanan güç ve akım değerleri kısa bir pencere için verilmiştir ve üreticinin test tezgâhındaki yüzey sıcaklığı belirli bir gaz seviyesinde ve çalışma süresinde ölçülür. On kayıt bu temelde birbirine karşı sıralanamaz, çünkü pervane, bara gerilimi ve test koşulları sayfadan sayfaya değişir. Rakamların yapabileceği şey, marjın bir motor, bir pervane ve bir barа için nerede durduğunu göstermektir; boyutlandırma kararının gerçekte ihtiyaç duyduğu karşılaştırma da budur.

Yüksek itişli drone motoru: neyi tanımlar

Yüksek itişli drone motoru için sınıfın ağır ucunda yapıda değişen hiçbir şey yoktur. Yüksek itişli drone motoru için değişen şey, spesifikasyonun hangi bölümünün bağlayıcı kısıt hâline geldiğidir. Küçük bir hava aracında sınır genellikle batarya paketi ve kablolamadır ve yüksek itişli bir drone motoru, gövdeye zaten sığan bir pervaneye uyacak şekilde seçilir. Ağır yük veya tarım hava aracında ise sınır termal yüke ve motor kütlesine birlikte kayar ve bu hava araçları için termal yük ile sevk sistemi kütlesi, gereken faydalı yük ve görev talepleri arttıkça önemli ölçüde birbirine bağlı kısıtlar hâline gelebilir; aralığın bu ucunda seçim sorununu farklı kılan da budur.

Motor kütlesine karşı rotor başına itiş

Her ağır yük kararının karşıt iki yanında iki büyüklük durur ve hiçbiri tek başına okunamaz. Rotor başına itiş, motorun çalışma noktasında üretmesi gereken şeydir; motor kütlesi ise hava aracının bu itiş için her uçuşta ödediği şeydir ve motorlar sevk sisteminin kaldırdığı toplam ağırlığın bir parçasıdır. Aşağıdaki on kayıt boyunca iki büyüklük birlikte hareket eder: T-Motor U11 II KV120 UAV Motor 772 g'dır ve 14159 g itiş kaydeder; T-Motor MN1330 KV40 ise 2750 g'dır ve 75415 g kaydeder. Aralarında kütle yaklaşık 3.6 kat, kayıtlı itiş ise yaklaşık 5.3 kat artar ve boyutlandırma kararının üzerine oynadığı şey bu eğim farkıdır.

İki büyüklüğe bir puan olarak değil bir çift olarak yaklaşılır. İtişine göre hafif bir yüksek itişli drone motoru, sevk sisteminin taşıdığı kütleyi azaltır, ancak ürettiği kaybı dağıtmak için daha az bakıra ve daha az statöre sahiptir ve iki etki bağımsız değildir. İtişine göre ağır bir yüksek itişli drone motoru termal soruna daha fazla malzeme taşır, ancak hava aracının her uçuşta kaldırdığı kütleye ve tutum denetleyicisinin karşı koyması gereken atalete ekler. Bu ödünçlemenin hangi tarafının doğru olduğu hava aracının uçtuğu göreve bağlıdır ve aynı motor iki farklı görev için çizginin iki yanında yer alabilir.

İlk filtre olarak KV

KV, sarımın hız sabitidir ve volt başına devir sayısı olarak ifade edilir; bu kayıtlarda MN1115'te 130'dan MN1330'da 40'a kadar iner. Boyutlandırmadaki pratik rolü, motorun hangi hücre sayısı ve hangi pervane çapı için sarıldığını belirtmektir. Belirli bir barada düşük bir KV, aynı pervaneyi daha yavaş çevirir ve düşük KV'li bir sarım daha düşük hız ve daha büyük pervane konfigürasyonları için uygun olabilir, ancak belirli bir itişteki akım, KV değerinden değil motor–pervane çalışma verilerinden değerlendirilmelidir; ağır yük bir hava aracının, akım bir denetleyicinin sürekli taşıyabileceğini aşmadan büyük bir pervane çalıştırmasını sağlayan da budur. KV bir eşleştirme beyanıdır, kalite göstergesi değil; 20 inçlik bir pervaneyi döndüren 24S bir bara ile 30 inçlik bir pervaneyi döndüren 24S bir bara, aynı itiş hedefi için bile farklı değerler isteyecektir.

Yüksek itişli bir drone motorundaki ilgili büyüklük statör konfigürasyonudur ve Navigator motorlarında 36N40P veya 36N42P gibi bir oluk ve kutup sayısı olarak yayımlanır. Buradaki sekiz Navigator kaydının her biri, MN11 serisinde 120.5 mm'den MN13 serisinde 150 mm'ye kadar büyük çaplı statöre sahip, yüksek kutup sayılı bir dış rotorlu motordur. KV değeri motorun sargısını ve elektromanyetik tasarımını yansıtır; kutup sayısı ve statör boyutları ek bağlam sağlar ancak KV'yi tek başına belirlemez. İki seri bu çizgi boyunca ayrılır: MN11 grubu 120.5 mm'lik bir statörü 12S veya 24S ile eşleştirir, MN13 grubu ise 150 mm'lik bir statörü 14S veya 24S ile. UAV Motors: Matching KV, Thrust and Mass to Your Airframe kılavuzu, özel durumdan önce genel durumu isteyenler için aynı ilişkiyi daha geniş U, Navigator, P ve AT aralıkları boyunca işler.

Yüksek itişli drone motoru yük sınıfı nasıl belirlenir

Bir hava aracının yük sınıfı motorun bir özelliği değildir ve üreticinin bir motorun yanında yayımladığı değer de bir yük sınıfı değildir. T-Motor her Navigator motoru için bir hava aracı maksimum kalkış ağırlığı belirtir ve bu sayı motorun tahrik etmesi amaçlanan en ağır hava aracını tanımlar, böyle bir hava aracının taşıyabileceği yükü değil. Bir değerden diğerine geçiş bir çıkarma işlemidir ve sonuç, hava aracının nasıl inşa edildiğine bağlıdır.

Yük sınıfı ve rotor sayısı

Yüksek itişli bir drone motorunun boyutlandırılması toplam ağırlıktan başlar ve faydalı yük olmayan her şeyi çıkarır: gövde, batarya paketi, aviyonik, yük montajı ve motorların kendisi. Kalan, görev ekipmanı için mevcut kütledir ve ağır yük bir hava aracında bu kalan, izin verilen toplam ağırlık içinde gövde, batarya, sevk sistemi, aviyonik ve yük montajı kütlesine bağlıdır. Sekiz Navigator kaydında beyan edilen maksimum kalkış ağırlıkları MN1115 KV130'da 60 kg, T-Motor MN1118 KV108 UAV Motor için 70 kg, T-Motor MN1123 KV53 UAV Motor için 80 kg, T-Motor MN1315 KV100 UAV Motor için 90 kg, hem T-Motor MN1130 KV45 UAV Motor hem T-Motor MN1320 KV49 UAV Motor için 100 kg, T-Motor MN1325 KV47 UAV Motor için 120 kg ve MN1330 KV40 için 140 kg'dır. İki U serisi kaydı, U11 II KV120 ve T-Motor U13 II KV65 UAV Motor, bir hava aracı maksimum kalkış ağırlığı yayımlamaz, bu nedenle burada onlara bir sınıf atanmaz.

Rotor sayısı daha sonra bu kütleyi böler. Aynı toplam ağırlığa sahip altı kollu bir hava aracı, aynı hava aracının sekiz kollu hâline göre her motordan daha fazlasını ister ve fark yalnızca aritmetik değildir: rotor sayısı azaldıkça hava aracı her birine daha çok bağımlı olur ve kontrol bütçesinden tutum ve bozucu etkiler için ayrılması gereken pay büyür. Kayıtlı itiş değerinin tamamını düz uçuşa harcayan bir sevk bütçesi o yedek için hiçbir şey bırakmaz; havada kullanılan maksimum itiş oranının bir sonuç değil bir boyutlandırma girdisi olmasının nedeni de budur.

Kısmi gazda itiş marjı

Ağır yük bir hava aracındaki yüksek itişli drone motoru uçuşunun çoğunu kısmi gazda geçirir ve marj da kısmi gaz bölgesinde yaşar. Üreticinin test verileri, itiş değerinin ne kadarının orta gazda üretildiğini gösterir: 52 x 20 in pervaneli MN1330 KV40'ta tezgâh tablosu yüzde 40 gazda 14117 g, yüzde 100 gazda 75415 g kaydeder; yani gaz yolunun üst yarısı sunulan itişin çoğunu taşır. Bunu yüksek itişli drone motoru için bir çalışma noktasına dönüştürmek, hava aracının tam yükle havada kaldığı gazı seçmek ve üstünde ne kadar gaz yolu kaldığını kontrol etmek demektir.

Marjın ikinci parçası, bir motorun kaydettiği itiş ile taşıyabileceği itiş arasındaki açıklıktır. Navigator sayfaları yan yana iki kol başına değer yayımlar; bir maksimum ve bir nominal değer; aralarındaki açıklık geniştir: MN1123 KV53, kol başına 20-22 kg nominele karşı 47.5 kg maksimum kaydeder, MN1325 KV47 30-32 kg'a karşı 68.0 kg ve MN1330 KV40 35-38 kg'a karşı 75.4 kg kaydeder. Bu açıklık, motorun tezgâhta tam gazda kısa bir atım için üretebileceği ile çalışma yükü olarak taşıması amaçlanan şey arasındaki farktır ve yüksek itişli drone motoru, birincisi taşıması istenmemesi gereken üst sınır olarak kullanılarak ikinci değere göre boyutlandırılır.

Kısmi gaz ve tam gaz verimliliği

Verimlilik, yüksek itişli bir drone motorunun boyutlandırma zincirinde kayıtların dolaylı olarak tanımladığı tek büyüklüktür ve bunun nedeni, watt başına itişin motorun tek başına değil motor ile pervanenin birlikte bir özelliği olmasıdır. Üreticinin test tabloları bunu bir oran olarak, watt başına gram itiş cinsinden kaydeder ve oran burada incelenen her motorda gazla birlikte değişir. 52 x 20 in pervaneli MN1330 KV40'ta tezgâh tablosu yüzde 40 gazda 10.61 g/W ve yüzde 100 gazda 4.64 g/W taşır; aynı biçim 28 x 9.2 in pervaneli U11 II KV120'de 11.72 g/W'ye karşı 5.08 g/W olarak görünür. Bu aralık boyunca itiş artar ama watt başına itiş artmaz; yukarıda tartışılan kısmi gaz marjının arkasındaki aritmetik de budur.

İç direnç ve sargı kaybı

Sargıdaki bakır kaybı bir I²R ilişkisini izler; bu nedenle direnç, belirli bir çalışma noktasında girişin ne kadarının ısıya dönüştüğünü belirler, ancak bunu yayımlanmış verilerden tahmin etmek, faz–faz değerini herhangi bir akım değeriyle çarpmak yerine uyumlu direnç ve akım tanımları gerektirir. On kayıt boyunca yayımlanan değerler geniş bir bantta yayılır; MN1315 KV100'de 7.5 mΩ'dan U11 II KV120'de 80±5 mΩ'a kadar; ve bandın sırası itişin sırasını izlemez: MN1315 KV100 burada en yüksek itişli kayıtlardan biridir ve aynı zamanda en düşük yayımlanmış direnci taşır; MN1118 KV108 ile MN1115 KV130 12S'te 13 mΩ ve 16 mΩ kaydeder, MN1123 KV53 ise 24S'te 35 mΩ kaydeder. Direnç, yüksek itişli bir drone motorunda sargının bir özelliğidir ve sayfanın tanımladığı sargı için verilir; bu nedenle tek başına değil hücre sayısıyla birlikte okunur.

Rölanti akımı ve yüksüz direnç

Hesabın yüksüz tarafı rölanti akımıdır; U11 II KV120'de 18 V'ta 1.5 A, U13 II KV65'te 18 V'ta 1.7 A ve Navigator kayıtları boyunca 20 V'ta 2.0 A ile 5.7 A arasında yayımlanır. Bu akım, motorun yüksüz dönerken ürettiği kaybı karşılar: yatak sürtünmesi, rotor ile statör arasındaki hava sürtünmesi ve kutup sayısı ile hızın belirlediği bir frekansta anahtarlanan bir statörün demir kaybı. Büyük statörlü bir dış rotorlu motorda çalışma akımının küçük bir kesridir ve boyutlandırma kararı üzerindeki etkisi gaz yolunun alt ucunda, faydalı itişin en küçük ve yüksüz kayba harcanan giriş payının en büyük olduğu yerde bulunur. Yüksek itişli bir drone motorunda ne direnç ne de rölanti akımı doğrudan üzerine karar verilen bir değerdir; her ikisi de kaybın nereye gittiğini izlemek için okunur ve aşağıdaki termal bölümün bir çalışma noktasına uyguladığı da budur.

Rotor başına itiş ve bunun motor kütlesi olarak maliyeti

Yük sınıfı ve rotor sayısı sabitlendikten sonra geriye kalan soru, her kolun ne kadar itiş üretmesi gerektiği ve bunu üreten motorun ne kadar ağır olduğudur. Bunlar sayfada iki ayrı spesifikasyon ve hava aracında tek bir karardır; çünkü motorun eklediği her gram, hava aracının kaldırması gereken toplam ağırlığın bir parçasıdır ve o motorun ürettiği itiş de onu kaldıranın bir parçasıdır.

Kg değerinin okunması

Yüksek itişli drone motoru için yayımlanan itiş değeri, belirli bir gerilim, pervane ve gaz seviyesinde tezgâhta kaydedilen bir maksimumdur ve bunu doğru okumak, o üç koşulu onunla birlikte okumak demektir. Aşağıdaki on kayıt, 28 x 9.2 in'lik bir üniteden 52 x 20 in'lik bir üniteye kadar pervanelerde ve 12S'ten 22-25S'e kadar baralarda belirtilmiştir; değerler U11 II KV120'de 14.16 kg'dan MN1330 KV40'ta 75.4 kg'a uzanır. Hiçbiri, motorun süresiz olarak taşımaya yönelik olduğu bir değer anlamında nominal itiş değildir ve Navigator sayfaları yan yana bir maksimum ve bir nominal kol başına değer yayımlayarak iki kavramı açıkça ayırır. Bir boyutlandırma kararının üst sınır yerine çalışma değerine ihtiyaç duyduğu yerde okunacak değer nominal kol başına değerdir ve sayfa bunlardan birini yayımlamıyorsa üst sınır yayımlanmış tek sayıdır ve öyle ele alınmalıdır.

Kayıtlı maksimum itişin kg başına motor kütlesi

Yüksek itişli bir drone motorunun kayıtlı kütlesini kayıtlı maksimum itişine bölmek, o itişin o maksimuma göre kütle olarak neye mal olduğunu tanımlayan türetilmiş bir değer verir ve on kayıtta kayıtlı maksimum itişin kg başına 30.0 g ile 54.5 g arasına düşer. Standartlaştırılmış bir verim ölçütü değildir, çünkü pervaneler, bara gerilimleri ve test koşulları kayıttan kayda farklıdır. Sekiz Navigator kaydı, MN1123 KV53'te 30.0 g'dan MN1330 KV40'ta 36.5 g'a kadar dar bir bantta yer alır; bu, iki katından fazla artan bir itiş aralığı boyunca yaklaşık beşte birlik bir yayılımdır. İki U serisi kaydı bu bandın dışında, üst tarafta yer alır ve en yükseğe kayıtlı maksimum itişin kg başına 54.5 g ile U11 II KV120 oturur. Verilen spesifikasyonlar bileşen düzeyinde bir kütle dökümü sunmaz, bu nedenle yapısının ve sargısının özel katkısı bu kayıtlardan tek başına ayrıştırılamaz; buna karşın U11 II KV120 burada 772 g ile en hafif motordur ve 14.16 kg ile en küçük itişi kaydeder. Yüksek itişli bir drone motoru için bu değer yayımlanmış değerlerden türetilmiştir ve kendisi bir üretici spesifikasyonu değildir; bir aralık boyunca itişin maliyetinin nasıl değiştiğini görmek için yararlıdır ve itiş değerinin yerine değil onun yanında okunur.

Üretici tarafından yayımlandığı ve ToBMS ürün kaydında yer aldığı şekliyle hava aracı maksimum kalkış ağırlığı, itiş, motor kütlesi, hücre sayısı ve pervane; motor kütlesi kablolar dahil olarak verilmiştir. Kayıtlı maksimum itişin kg başına motor kütlesi burada kayıtlı kütle ve kayıtlı maksimum itişten türetilmiştir ve bir üretici değeri değildir; test koşulları ve pervaneler farklı olduğundan standartlaştırılmış bir verim ölçütü ya da uçuştaki faydalı yük kapasitesinin doğrudan bir ölçüsü olarak okunmamalıdır. Navigator sayfaları kol başına değerleri Max Thrust/Arm ve Rated Thrust/Arm olarak belirtir; iki U serisi sayfası tek bir maksimum itiş değeri ve hiçbir nominal kol başına değer belirtmez ve yayımlanmamış yazan hücreler karşılaştırılabilir bir modelden doldurulmak yerine açık bırakılır. Her üretici test tablosu, geldiği sayfada basılı olan pervane bloğu, gaz kademesi ve bara gerilimine göre okunur, çünkü sütun sırası ve verim birimi U serisi sayfalarında Navigator sayfalarındakiyle aynı değildir. Bu tablodaki modeller arasında hiçbir termal ya da verim değeri karşılaştırılmaz: pervane, bara gerilimi, gaz seviyesi ve çalışma süresi sayfadan sayfaya farklıdır ve üretici, tezgâh değerlerinin o motor için bir referans olarak amaçlandığını, motor tiplerini karşılaştırmak için bir temel olarak değil.

Her itiş değerinin arkasındaki pervane çapı

Yüksek itişli bir drone motoruyla eşleştirilen pervane, itiş değerinin bir aksesuarı değildir; onun tanımının bir parçasıdır. Bir motor için kaydedilen itiş, onunla test edildiği pervane tarafından üretilir ve o pervaneyi değiştirmek motor–pervane çalışma noktasını kaydırır ve hem itişi hem de çekilen akımı değiştirebilir; bu nedenle buradaki kayıtlar test koşulları eşliğinde okunur. Pervanenin sonucu ne ölçüde belirlediği burada görünür: buradaki en yakın KV değerlerine sahip iki kayıt, 45 ile MN1130 KV45 ve 47 ile MN1325 KV47, aynı NS47 x 18 in pervane üzerinde test edilir ama 57.3 kg'a karşı 68.1 kg kaydeder; yani fark pervanede değil statörde ve sargıda oturur. Pervane seçimi motordan önce hava aracıyla sınırlanır, çünkü disk çapının kollara ve gövdeye boşluk bırakması gerekir, ve uç hızıyla da sınırlanır, çünkü çok yüksek KV'li bir motorda büyük bir pervane, kanat uçlarının verimli olmaktan çıktığı hızı aşacaktır. Bir tarım hava aracında aynı kısıt bir püskürtme deseni sorunu olarak görünür; BLDC Motors for Agricultural UAV: KV, Stator Size and Part-Throttle Torque bunu görev döngüsü tarafından ele alır.

Yüksek itişli drone motoru termal marj

Yüksek itişli drone motoru için termal marj, bir çalışma noktasında ürettiği ısı ile sargının ya da mıknatısların yayımlanmış değerlerin geçerliliğini yitirdiği bir sıcaklığa ulaşmadan dağıtabileceği ısı arasındaki farktır. Bir itiş değerinin tanımlayamadığı büyüklük budur; çünkü aynı motordan aynı itişi daha büyük bir pervane, daha düşük bir hücre sayısı ya da daha uzun bir tırmanışla taşıması istendiğinde, oraya varmak için farklı bir sıcaklığa ulaşacaktır. Burada incelenen kayıtlar bu sınırı üç ayrı biçimde tanımlar ve bunları birlikte okumak, bir itiş değerini bir çalışma noktasına dönüştüren şeydir.

180 s güç ve akım değeri

İlk tanım güç ve akım değeridir ve buradaki her kayıtta sürekli bir değer olarak değil 180 s'lik bir pencere üzerinden belirtilmiştir. Navigator kayıtları bunu bir tepe akımın yanında 180 s üzerinden maksimum güç olarak yayımlar: MN1115 KV130'da 2816 W ve 180 A, MN1118 KV108'de 2230 W ve 192 A, MN1123 KV53'te 2400 W ve 108 A, MN1130 KV45'te 3218 W ve 132 A, MN1315 KV100'de 3300 W ve 248 A, MN1320 KV49'da 2900 W ve 150 A, MN1325 KV47'de 3400 W ve 170 A ve MN1330 KV40'ta 3400 W ve 177 A. İki U serisi kaydı ToBMS kaydında aynı iki büyüklüğü ters sırayla belirtir; 180 s gücü maksimum güç satırında ve 180 s akımı tepe akım satırında: U11 II KV120'de 2783 W ve 57.3 A, U13 II KV65'te 6720 W ve 68 A. Spesifikasyonun işleyen kısmı penceredir. 180 s'lik bir değer bir atımı tanımlar ve on dakikalık bir görev uçan ağır yük bir hava aracı bunun çoğunu o değerin oldukça altında geçirir ve sürekli akımın atım sayısına karşı değil sargının sürekli kapasitesi içinde kalması için boyutlandırılmalıdır.

Bakır kaybı, soğutma yolu ve montaj

İkinci tanım kaybın kendisidir. Bakır kaybı, yüksek itişli bir drone motorunun uçuşta ürettiği ısıya önemli bir katkıdır ve tutarlı bir direnç tanımı altında akımın karesiyle artar; bununla birlikte demir kayıpları ve mekanik kayıplar da çalışma noktasına bağlı olarak değişen göreli önemleriyle katkıda bulunur; bakır terimi motor için yayımlanan faz–faz direnciyle belirlenir: MN1315 KV100'de 7.5 mΩ, MN1118 KV108'de 13 mΩ, MN1115 KV130'da 16 mΩ, MN1325 KV47'de 17.5 mΩ, MN1330 KV40'ta 19.5 mΩ, MN1320 KV49'da 20.5 mΩ, MN1123 KV53'te 35 mΩ, MN1130 KV45'te 38 mΩ, U13 II KV65'te 73 mΩ ve U11 II KV120'de 80±5 mΩ. Demir kaybı ve daha önce ele alınan yüksüz direnç daha küçük bir miktar ekler. Bakır kaybının ürettiği ısı daha sonra motoru terk etmelidir ve izlediği yol spesifikasyonun bir parçasıdır, sonradan akla gelen bir şey değil: Navigator sayfaları statör çevresinde tek parça döküm bir soğutma kanatçık yapısını tanımlar, bölünmüş bir soğutma yapısına göre ısı dağıtma alanını iki katına çıkardığını ve sargı sıcaklığını 5 ℃ ile 8 ℃ arasında düşürdüğünü belirtir. O yolun arkasındaki malzemeler de yayımlanmıştır: statörde 150 ℃ kaplama, 220 ℃ bakır tel ve 180 ℃'e kadar derecelendirilmiş mıknatıslar, IP45 kasa ve -30 ℃ ile 55 ℃ arasında beyan edilen çalışma aralığı. Montaj da aynı nedenle önemlidir, çünkü kol, motorun ısıyı ilettiği soğutucudur ve zayıf temaslı bir plakaya cıvatalanmış bir motor, aynı kütlede işlenmiş bir montaj üzerindeki aynı motordan daha sıcak çalışır.

Termal marjın tükendiği yer

Yüksek itişli bir drone motorunun üçüncü tanımı ölçülen yüzey sıcaklığıdır ve ilk ikisini somutlaştıran değer budur. Navigator kayıtlarında üretici, 25 ℃ ortamda yüzde 80 gazda 10 dakika çalıştıktan sonraki motor yüzey sıcaklığını belirtir ve sargı blokları boyunca o sayfalar 82 ℃ ile 122 ℃ arasında değişen değerler yayımlar. Her biri aynı sayfada basılı olan pervaneye, bara gerilimine ve hücre sayısına aittir; bu nedenle bant, bir sıralama değil ölçümlerin kapladığı aralığı tanımlar ve üretici, tezgâh değerlerinin o motor için bir referans olarak amaçlandığını, motor tiplerini karşılaştırmak için bir temel olarak değil. İki U serisi kaydı yüzey sıcaklığını yine farklı biçimde belirtir; pervane bloğuna göre bir, iki, beş ya da on dakika olarak verilen çalışma süresiyle yüzde 100 gazda ölçülmüştür ve U11 II sayfasında 19 ℃ ortamda, o sayfa bir dakika belirtir; bu kılavuzda modeller arasında hiçbir sıcaklığın karşılaştırılmamasının nedeni de budur.

Yüksek itişli bir drone motorunun yüzey sıcaklığının desteklediği şey bir marj kontrolüdür. Kaydedilen yüzey sıcaklığı, belirtilen test koşulları altında termal davranışı değerlendirmek için yararlı bir referans sağlar, ancak sargı ya da mıknatıs sıcaklığını doğrudan ortaya koymaz. Gerçek uçuş koşullarında termal marjı değerlendirmek, üreticinin motor için belirttiği sıcaklık sınırlarına karşı okunan iç sıcaklık artışı, ortam koşulları, soğutma, montaj ve görev döngüsünün dikkate alınmasını gerektirir. Bu sınıftaki büyük statörlü bir dış rotorlu motor, kısa bir aşırı yükün sıcaklığı yavaşça hareket ettirmesi için yeterli termal kütleye sahiptir; bir atım değerinin yararlı olmasının nedeni budur ve aynı zamanda sürekli bir aşırı yükün görünmesinin ve geçmesinin uzun sürmesi için yeterli termal atalete sahiptir. Bu nedenle yüksek itişli drone motoru marjı tek bir anda değil görev profili bir bütün olarak tüketilir ve yüklü döngüleri tekrarlayan bir tarım hava aracında gövde sıcaklığına yansıyan şey birikimli etkidir. Bu sorunun görev döngüsü tarafı BLDC Motors for Industrial UAV: Duty Cycle, Redundancy and Payload içinde işlenir ve verimlilik tarafı, yani gaz yükselirken watt başına itişin düşmesi, giriş ucundan görülen aynı mekanizmadır.

Ağır yük sınıfında T-Motor U11 II ve U13 II

İki U serisi kaydı bu gruptaki en hafif motorlardır ve itiş aralığının alt ucunda yer alırlar; bu da onları toplam ağırlığı bu sınıfın ölçütlerine göre mütevazı olan bir hava aracı için doğal başlangıç noktası yapar. İki sayfanın hiçbiri bir hava aracı maksimum kalkış ağırlığı yayımlamaz, bu nedenle sınıf burada beyan edilen bir değerden değil her birinin kaydettiği itiş ve hücre sayısından belirlenir.

U11 II KV120

T-Motor U11 II KV120 UAV Motor, 79.5 x 51.6 mm gövdede, 15 mm şaftlı ve 12N14P statörlü 772 g'lık bir dış rotorlu motordur ve 48 V'ta 28 x 9.2 in pervane üzerinde kayıtlı maksimum itişi 14.16 kg olan bir 12S ünitesidir. Sargısı, 18 V'ta 1.5 A rölanti akımıyla birlikte 80±5 mΩ faz–faz direnç kaydeder ve yayımlanan 180 s değerleri 2783 W ve 57.3 A'dır. Bu motor için üreticinin test tablosu 26 x 8.5 in, 27 x 8.8 in ve 28 x 9.2 in üniteler üzerinde üç pervane bloğu taşır ve tam gazda 12114 g, 12617 g ve 14159 g kaydeder; bu da başlıktaki değerin tek başına motora değil test edilen en büyük pervaneye ait olduğunu hatırlatan yararlı bir nottur. 12S'te ve 800 g'ın hemen altında, bu kayıt faydalı yükü mutlak olarak küçük ama rotor sayısı motorun kol başına hâlâ ciddi bir itiş üretmesini gerektirecek kadar düşük olan bir hava aracına uygundur.

U13 II KV65

T-Motor U13 II KV65 UAV Motor onun bir üst basamağıdır: 100 x 60 mm gövdede, 15 mm şaftlı ve 36N42P statörlü 975 g; G32 x 11 in pervane üzerinde kayıtlı maksimum itişi 28.7 kg olan 22-25S bir bara için sarılmıştır. 18 V'ta 1.7 A rölanti akımıyla 73 mΩ direnç kaydeder ve 180 s değerleri 6720 W ve 68 A'dır. Onu U11 II'den ayıran şey tek başına itiş değeri değil daha yüksek hücre sayısıdır; çünkü 22-25S bir bara, belirli bir itiş için daha büyük bir pervaneyi daha düşük akımla döndürür ve üretici motoru ağır yükler ve uzun hizmet ömrü boyunca endüstriyel kullanım için amaçlanmış olarak tanımlar. Test tablosu yine birden fazla pervane bloğu taşır; G30 x 10.5 in ünitesi 24744 g ve G32 x 11 in ünitesi tam gazda 28711 g kaydeder. İki U serisi kaydı arasında ikili, hafif bir endüstriyel hava aracından Navigator grubunun giriş noktasına kadar bir aralığı kapsar ve Heavy-Lift Drone Motors: Three T-Motor Options from 2.85 kg to 101 kg Thrust her ikisini de U5 ve U15 serilerini de kapsayan daha geniş, faydalı yük odaklı bir karşılaştırmaya yerleştirir.

Ağır yük ve tarım için T-Motor MN serisi motorlar

Burada incelenen sekiz T-Motor MN motor kaydı, yapıda değil statör çapında farklılaşan iki aile oluşturur. MN11 grubu 120.5 mm'lik bir statör, MN13 grubu ise 150 mm'lik bir statör taşır ve her aile içinde modeller yığın uzunluğuna göre ölçeklenirken sargı hücre sayısıyla değişir. Sekizinin tamamı harici elektronik hız denetleyicili büyük statörlü dış rotorlu motorlardır ve her sayfa itiş ve termal değerlerin yanında bir hava aracı maksimum kalkış ağırlığı belirtir; bu da bu grubu, yüksek itişli bir drone motorunun yayımlanmış değerlerden doğrudan bir hava aracı sınıfıyla eşleştirilebildiği aralık parçası yapar.

MN1115, MN1118, MN1123 ve MN1130

MN11 kayıtları 120.5 mm'lik bir statör çapını paylaşır ve dört model boyunca uzunlukta 47.9 mm'den 65.9 mm'ye büyür ve itiş de bununla MN1115 KV130'da 33.3 kg'dan MN1130 KV45'te 57.3 kg'a yükselir. T-Motor MN1115 KV130 UAV Motor, 36N40P statörlü ve 12S baralı, 1055 g ile giriş noktasıdır; 60 kg beyan edilen maksimum kalkış ağırlığıyla G36 x 11.5 in pervane üzerinde 33.3 kg kaydeder; 180 s değerleri 2816 W ve 180 A'dır ve sargısı 20 V'ta 2.7 A rölanti akımıyla 16 mΩ kaydeder. T-Motor MN1118 KV108 UAV Motor, aynı 12S bara üzerinde 36N40P statörle 1186 g'dır ve 70 kg beyan edilen ağırlıkta VZ40 x 16.1 in pervane üzerinde 38.1 kg kaydeder; 13 mΩ'luk bir sargıdan 180 s boyunca 2230 W ve 192 A ve 20 V'ta 3.3 A rölanti akımı. Her iki sayfa da ikinci bir sargı bloğu taşır; MN1115'te 110 KV ve MN1118'de 90 KV; KV değerinin seri adından değil modelle birlikte okunmasının nedeni budur.

T-Motor MN1123 KV53 UAV Motor, 58.9 mm gövdede 1425 g ile 24S bir baraya geçer; 80 kg beyan edilen ağırlıkta VZ42 x 16.5 in pervane üzerinde 47.5 kg kaydeder; 180 s boyunca 2400 W ve 108 A ve 35 mΩ'luk bir sargı. T-Motor MN1130 KV45 UAV Motor aileyi 65.9 mm gövdede 1740 g ile kapatır; 100 kg beyan edilen ağırlıkta NS47 x 18 in pervane üzerinde 57.3 kg, 38 mΩ'dan 180 s boyunca 3218 W ve 132 A; bu da kaydı beyan edilen 100 kg'da ağır yük için yüksek itişli drone motoru bandına yerleştirir. Tek bir statör ailesi içinde 12S'ten 24S'e geçiş, hücre sayısının burada ne yaptığının en açık örneğidir: MN1123 ve MN1130 itişlerini MN1118'in 192'ye ihtiyaç duyduğu yerde 108 A ve 132 A'da üretir ve karşılaştırılabilir çalışma koşullarında daha yüksek bir bara gerilimi, belirli bir elektrik gücü için gereken besleme akımını azaltır; gerçi bu modeller arasındaki akım değerleri tek başına bara gerilimini değil farklı pervanelerini, sargılarını ve itiş çıkışlarını da yansıtır; 24S sargılarının daha yüksek direnci o ödünçlemenin diğer yüzüdür.

MN1315, MN1320, MN1325 ve MN1330

MN13 kayıtları 150 mm'lik bir statör taşır ve uzunlukta 51 mm'den 65 mm'ye ölçeklenir ve beyan edilen hava aracı maksimum kalkış ağırlıklarının en yüksek değerlerine ulaştığı aile budur. T-Motor MN1315 KV100 UAV Motor iki bakımdan grubun aykırı örneğidir: 14S'te ailedeki en düşük hücre sayısıdır ve 100 KV ile en yüksek sarımdır; ikisi birlikte, 180 s boyunca 248 A tepe akımla 90 kg beyan edilen ağırlıkta VZ40 x 16.1 in pervane üzerinde 50.2 kg üretir. 7.5 mΩ'luk sargısı buradaki on kaydın tamamında yayımlanan en düşük dirençtir ve o akımı taşımaya verilen tasarım yanıtıdır. T-Motor MN1320 KV49 UAV Motor 2070 g ile 24S'e döner ve 100 kg beyan edilen ağırlıkta NS45 x 17.5 in pervane üzerinde 59.0 kg kaydeder; 180 s boyunca 2900 W ve 150 A ve 20.5 mΩ'luk bir sargı.

Onun üzerinde T-Motor MN1325 KV47 UAV Motor, 2425 g'dan 120 kg beyan edilen ağırlıkta NS47 x 18 in pervane üzerinde 68.1 kg kaydeder; 180 s boyunca 3400 W ve 170 A; ve T-Motor MN1330 KV40 UAV Motor aralığı 2750 g ile kapatır; 140 kg beyan edilen ağırlıkta NS52 x 20 in pervane üzerinde 75.4 kg, 19.5 mΩ'luk bir sargıdan 180 s boyunca 3400 W ve 177 A. İki en büyük kaydın ikisi de maksimumun yanında bir nominal kol başına değer belirtir; sırasıyla 30-32 kg ve 35-38 kg; bir çalışma noktasının kendisine göre boyutlandırıldığı değer budur. Üreticinin kendi resmî videosu T-Motor Navigator MN Series Heavy-Lift UAV Motors: Official Release Video, bu kayıtları üreten seri yükseltmesini kapsar ve aynı ailenin tarıma dönük ucu BLDC Motors for Agricultural UAV: KV, Stator Size and Part-Throttle Torque içinde işlenir.

Yüksek itişli drone motoru seçim adımları

Aşağıdaki sıra, yüksek itişli drone motoru için değerlerin okunması gereken sıradır; çünkü her adım kendisinden sonrakini sınırlar ve hiçbiri tek başına bir motor sayfasından çözülemez.

1. Toplam ağırlık, motorlar ve batarya paketi dahil toplanır, ardından görev ekipmanı olmayan her şey çıkarılır. Kalan, hava aracının gerçekte taşıyabileceği faydalı yüktür ve hava aracının izin verilen toplam ağırlığı içinde gövde, batarya, sevk sistemi, aviyonik ve yük montajı kütlesine bağlıdır.
2. Hava aracının ihtiyaç duyduğu itiş rotorlar arasında paylaştırılır ve bir kontrol marjı motor seçilmeden önce uygulanır, sonra değil. Kol başına kayıtlı maksimum itiş bir üst sınırdır ve tamamını düz uçuşa harcayan bir bütçe tutum, bozucu etkiler ya da amaçlanan manevra zarfı için yedek bırakmaz.
3. Hücre sayısı batarya paketi kararından sabitlenir, sonra KV, hava aracının izin verdiği pervane çapının makul bir gazda çalışma noktasına ulaşacağı şekilde seçilir. KV, bara gerilimi ile pervane arasında bir eşleştirmedir, bir performans sıralaması değil.
4. İtiş değeri yanında basılı pervane, gerilim ve gaz kademesine göre okunur ve sayfa her ikisini de yayımlıyorsa bir maksimum yerine nominal kol başına değeri tercih edilir.
5. Bakır kaybı, sargı direncinden ve beklenen çalışma akımından, ancak yayımlanan iki değerin aynı ölçüm kuralını paylaştığı doğrulandıktan sonra tahmin edilir; ardından üreticinin kendi belirttiği koşullarda kaydettiği yüzey sıcaklığı, sargı ve mıknatıslar için belirtilen sıcaklık sınırlarının yanında okunur.
6. Sürekli bir tırmanışın çektiği akım, atım sayısına değil 180 s değerine göre kontrol edilir ve havada kalma akımının pencereyi kontrol geçici olayları için serbest bıraktığı doğrulanır.
7. Mekanik arayüz doğrulanır: şaft çapı, montaj deseni, hacim, kablo uzunluğu ve iletken kesiti, herhangi bir elektriksel değer önem kazanmadan önce kola uymalıdır.
8. Hangi değerlerin üreticinin veri sayfasından, hangilerinin ToBMS ürün kaydından geldiği ve hangilerinin karşılaştırma için türetildiği kaydedilir; böylece sonraki bir revizyon kaynağına karşı denetlenebilir.

Bu kılavuzdan yana doğru üç kılavuz daha uzanır. UAV Motors: Matching KV, Thrust and Mass to Your Airframe, tüm kategoriyi hava aracı tarafından ele alır ve Navigator, P ve AT aralıklarına da uzanır. Long Endurance UAV uygulaması aynı motorları verimlilik, kütle ve bara gerilimi tartışmasına taşır ve bu, BLDC Motors for Long Endurance UAV: Efficiency, Mass and Bus Voltage içinde işlenir. Ailenin, kol başına itiş yerine tepki ve batarya ömrünün egemen olduğu küçük ucunda, bu motor sınıfının kendileri için fazla ağır olduğu hava araçlarını Drone Motors kategorisi ve Industrial UAV uygulaması kapsar.

SSS