Động cơ BLDC cho UAV nông nghiệp: KV, kích thước stator, mô-men ga một phần

Động cơ BLDC cho UAV nông nghiệp được chọn cho một nhiệm vụ lặp lại dưới tải thay vì cho một chuyến bay trình diễn đơn lẻ, và ba mẫu hiện được giới thiệu trong nhóm nhiệm vụ UAV nông nghiệp cho thấy hai cách đọc cùng một thông số có thể cách xa nhau đến mức nào. Trong cả nhóm, KV chạy từ 100 đến 700, khối lượng công bố từ 128 g đến 649 g, điện trở trong từ 45 mΩ đến 80 mΩ, lực đẩy tối đa từ 1800 g đến 16344 g và công suất 180 giây công bố từ 500 W đến 2700 W. Khoảng đó phải bao trùm từ một máy bay đa cánh nhẹ mang thùng nhỏ ở một đầu đến một nền tảng phun hạng nặng ở đầu kia, nên câu hỏi hữu ích không phải là hồ sơ nào công bố con số lớn nhất, mà là động cơ BLDC cho UAV nông nghiệp giữ được gì tại mức ga mà khung bay thực sự bay, với phần dự phòng công suất còn lại cho việc leo cao khi thùng đầy. Hướng dẫn này đọc ba hồ sơ theo câu hỏi đó, và cùng tập mẫu này được tập hợp trên trang ứng dụng UAV nông nghiệp.

Trả lời nhanh

Động cơ BLDC cho UAV nông nghiệp không dành cả vòng đời làm việc của mình ở điểm mà bảng thông số của nó nhấn mạnh nhất. Nó nâng một thùng, ổn định vào một hành trình phun ở ga một phần, và giữ điểm đó hàng phút một trong suốt một mùa chuyến bay. Hệ quả về điện là dòng điện lấy ra tại điểm hành trình được trả liên tục, trong khi dòng đỉnh mà một lần thử toàn ga báo cáo chỉ kéo dài vài giây. Một danh sách rút gọn viết theo cột đỉnh vì thế trả lời một câu hỏi mà khung bay hiếm khi hỏi, và để ngỏ câu hỏi mà nó hỏi liên tục.

Ba thuộc tính gánh nhiệm vụ đó, và các hồ sơ dưới đây công bố chúng không đều nhau. Điện trở trong là hệ số của tổn hao đồng, tức phần tổn hao chạy suốt cả chuyến bay chứ không theo từng đợt. Cửa sổ số cell công bố quyết định dòng điện mà cuộn dây phải mang cho một mức công suất trục cho trước, và một bus cao hơn làm giảm dòng điện đó. Công suất 180 giây công bố là một cửa sổ nhiệt chứ không phải một định mức liên tục, và tốt nhất nên đọc nó như một tín hiệu biên dự phòng giữa các phương án có cùng nhiệm vụ, chứ không phải một con số để chia vào năng lượng pin.

Ba hồ sơ chia nhau trước hết ở lực đẩy mà chúng công bố và thứ hai ở bus mà chúng được công bố cho. Hồ sơ nhập môn công bố 1800 g lực đẩy trên cửa sổ 3-4S, hồ sơ giữa 8414 g trên cửa sổ 6-14S và hồ sơ lớn nhất 16344 g trên cửa sổ 6-12S, trong khi KV giảm từ 700 xuống 170 rồi xuống 100 khi lực đẩy công bố tăng lên. Đọc cả ba như một nhóm, thay vì như ba bảng riêng rẽ, chính là điều biến những con số công bố thành một danh sách rút gọn cho động cơ BLDC cho UAV nông nghiệp.

Điều gì khiến động cơ UAV nông nghiệp khác biệt: nhiệm vụ phun, chất lỏng ăn mòn và bụi

Một động cơ BLDC cho nhiệm vụ UAV nông nghiệp và một động cơ đa cánh đa dụng có thể công bố cùng KV và cùng cấu hình stator mà vẫn được đòi hỏi những thứ khác nhau. Khác biệt không nằm ở bảng tên mà ở kiểu mẫu công việc, và ba đặc điểm của kiểu mẫu đó phân biệt một động cơ UAV nông nghiệp với một động cơ đa dụng.

Một nhiệm vụ lặp lại với thùng đầy

Đặc điểm định hình là sự lặp lại dưới một tải nặng nhất vào đầu mỗi chuyến bay. Động cơ BLDC cho UAV nông nghiệp làm việc trong một khung bay nâng thùng đầy, bay một hành trình định sẵn, quay về với thùng vơi một phần rồi lại cất cánh sau một quãng nghỉ ngắn trên mặt đất. Vì vậy động cơ không dành vòng đời của mình ở một điểm ổn định duy nhất mà dọc theo một nhiệm vụ bắt đầu gần khối lượng tối đa rồi dịu dần khi chất lỏng được xả ra. Một danh sách rút gọn dựng quanh một con số đỉnh bỏ qua sự thật rằng khoảnh khắc khó nhất là lần leo cao đầu tiên của mỗi chuyến bay, khi thùng đầy và khung bay nặng nhất. Động cơ drone phun được chọn cho lần leo cao đầu tiên đó chứ không phải cho mức trung bình của hành trình.

Chất lỏng, bụi và luồng khí mà rotor hút qua

Một khung bay nông nghiệp làm việc thấp trên đồng cây trong luồng khí mang nhiều thứ hơn khí sạch. Hạt phun trôi để lại những giọt mịn lơ lửng, bụi bốc lên từ hiệu ứng mặt đất, và cả hai đều đi qua đúng cột khí mà cánh quạt hút vào. Điều đó không thay đổi thiết kế điện từ của động cơ, nhưng nó thay đổi những gì phần tích hợp phải chịu đựng, và đó là một lý do để đọc các hồ sơ cơ khí và điện cùng nhau thay vì tách rời.

Ngân sách khối lượng mà khung bay phun đặt ra

Nhiệm vụ cũng đặt ra một ngân sách khối lượng chặt hơn mức một kết cấu đa dụng cho phép. Một khung bay công nghiệp được bay cho nhiệm vụ UAV công nghiệp, nơi tải trọng là một cảm biến và nhiệm vụ là kiểm tra hoặc khảo sát; còn một khung bay nông nghiệp mang một thùng mà chất chứa trong đó chính là tải trọng, nên mỗi gam của một động cơ UAV nông nghiệp là một gam không trở thành chất lỏng. Sự đánh đổi đó là lý do những hồ sơ nhẹ hơn trong nhóm dưới đây được công bố ở 128 g và 375 g thay vì ở khối lượng của một động cơ rotor ngoài hạng nặng.

KV và kích thước stator: khớp động cơ UAV nông nghiệp với cánh quạt và khối lượng thùng

KV và kích thước stator là hai con số quyết định liệu một động cơ BLDC cho UAV nông nghiệp có quay được cánh quạt mà một khung bay thuộc nhiệm vụ UAV nông nghiệp cần hay không, ở một tốc độ mà khung bay dùng được. Chúng thường được đọc cùng nhau, vì một cái thiếu cái kia chỉ mô tả một nửa của sự khớp nối.

KV là số vòng trên mỗi vôn

KV là tốc độ không tải của động cơ trên mỗi vôn bus, nên một cuộn dây 100 KV quay chậm hơn ở cùng điện áp so với một cuộn dây 700 KV. Một cánh quạt lớn hơn cần tốc độ hữu ích thấp hơn và mô-men cao hơn, nên cuộn dây KV thấp là đối tác tự nhiên của một đĩa lớn quay chậm, trong khi cuộn dây KV cao hợp với một đĩa nhỏ hơn quay nhanh hơn. Ba hồ sơ dưới đây trải đúng dải đó một cách có chủ đích: mẫu nhập môn được công bố ở 700 KV cho một đĩa đa cánh nhỏ, và hai mẫu nặng hơn được công bố ở 170 KV và 100 KV cho những cánh quạt lớn hơn mà một khung bay phun mang.

Kích thước stator so với khối lượng cánh quạt và thùng

Stator là nơi mô-men được tạo ra, và kích thước của nó quyết định cuộn dây có bao nhiêu vật liệu từ để làm việc cùng. Trong cả nhóm, cấu hình stator lớn dần từ 12N14P ở đường bao 41.8 mm lên 24N28P ở 69 mm rồi lên 36N42P ở 91.6 mm, và lực đẩy công bố lớn lên theo, từ 1800 g lên 8414 g rồi lên 16344 g. Một stator lớn hơn ở KV tương tự là một cách để động cơ UAV nông nghiệp mua mô-men mà không nâng bus, điều quan trọng trên một khung bay có khối lượng tăng ngay khi thùng được nạp đầy.

Đọc KV qua ba hồ sơ

KV công bố của ba mẫu không phải một bảng xếp hạng chất lượng mà là một mô tả cánh quạt mà mỗi mẫu được chế tạo để quay. Hồ sơ 700 KV là đầu đa cánh nhẹ, hồ sơ 170 KV là khung bay phun cỡ trung, và hồ sơ 100 KV là đầu thùng nặng. Một danh sách rút gọn bắt đầu từ đường kính cánh quạt và tổng khối lượng của khung bay đã chất tải sẽ hạ cánh đúng cột KV trước khi nhìn đến bất kỳ con số nào khác, và lực đẩy công bố của mỗi mẫu là con số xác nhận lựa chọn đó.

Mô-men ở ga một phần: giữ lực đẩy khi hành trình thay vì chạy theo con số đỉnh

Ga một phần là nơi động cơ BLDC cho UAV nông nghiệp dành phần lớn thời gian bay, và đó là điểm mà một phép so sánh lực đẩy đỉnh lặng lẽ bỏ qua. Động cơ vẫn phải giữ cánh quạt ở một tốc độ được yêu cầu, và mô-men cần để làm điều đó không biến mất chỉ vì mức ga nằm dưới tối đa.

Vì sao điểm hành trình quyết định cuộn dây

Ở ga một phần, bộ điều khiển cắt bus ở một chu kỳ làm việc thấp hơn, nên cuộn dây thấy dòng điện trung bình thấp hơn so với khi ở toàn ga, nhưng mô-men mà nó phải tạo ra lại do tải của cánh quạt ở tốc độ đó quyết định. Cuộn dây giữ điểm hành trình một cách thoải mái là cuộn dây có điện trở và đường tản nhiệt có thể mang dòng điện đó suốt cả hành trình chứ không chỉ cho một đợt thử, đó là lý do cột điện trở trong quan trọng hơn ở đây so với cột dòng đỉnh.

Lực đẩy đỉnh so với lực đẩy giữ được

Một con số lực đẩy tối đa công bố mô tả những gì động cơ có thể tạo ra ở một điều kiện, thường là một lần thử ngắn ở một cánh quạt và điện áp đã nêu. Nó là một giới hạn trên hữu ích và là một mô tả kém về hành trình. Con số quan trọng cho hành trình phun là lực đẩy mà một động cơ UAV nông nghiệp có thể giữ ở mức ga mà khung bay bay, và con số đó không được công bố trực tiếp; nó phải được đọc ra từ hiệu suất và hành vi nhiệt của cuộn dây ở dòng điện mà điểm hành trình lấy ra.

Ga một phần đòi hỏi gì ở bộ điều khiển

Một cuộn dây KV thấp, mô-men cao trong một động cơ UAV nông nghiệp cũng thay đổi những gì bộ điều khiển tốc độ điện tử phải làm tốt. Chuyển mạch chậm hơn ở tần số điện thấp hơn dễ chịu cho bộ điều khiển hơn là việc chuyển mạch nhanh mà một động cơ KV cao đòi hỏi, và dòng điện mà bộ điều khiển phải mang ở hành trình thấp hơn trên một bus cao hơn. Đó là một lý do những hồ sơ nặng hơn trong nhóm được công bố ở cửa sổ 6-12S hoặc 6-14S thay vì ở số cell thấp của mẫu nhập môn.

Dự phòng công suất 180 s cho việc leo cao với thùng đầy

Con số 180 giây xuất hiện trên mọi động cơ BLDC cho UAV nông nghiệp trong nhóm, và đây là con số thường bị đọc sai. Nó là một cửa sổ nhiệt chứ không phải một định mức liên tục, và sự phân biệt này đáng kể đúng vào khoảnh khắc khung bay nặng nhất.

Cột 180 giây đo điều gì

Một con số công suất 180 giây mô tả công suất mà một động cơ UAV nông nghiệp có thể hấp thụ trong một khoảng thời gian có giới hạn mà cuộn dây không đạt tới nhiệt độ mà nhà sản xuất coi là giới hạn. Đó là điều kiện mà một lần thử toàn ga nằm trong, và nó cố ý ngắn vì tổn hao đồng trong cửa sổ đó đốt nóng cuộn dây nhanh hơn mức kết cấu xung quanh có thể mang nhiệt đi. Đọc riêng nó cho biết có bao nhiêu công suất sẵn có trong một đợt bùng; đọc bên cạnh dòng liên tục của cùng mẫu đó cho biết đợt bùng đó đại diện cho bao nhiêu biên dự phòng.

Việc leo cao với thùng đầy so với cửa sổ 180 giây

Lần leo cao khó nhất mà một động cơ drone phun đối mặt diễn ra lúc đầu, với thùng đầy và khung bay ở khối lượng tối đa. Lần leo cao đó ngắn, đúng hình dạng nhiệm vụ mà cột 180 giây mô tả, nên con số ấy phù hợp ở đó chứ không phải ở hành trình tiếp theo. Một mẫu có công suất 180 giây công bố nằm thoải mái trên mức công suất mà khung bay đã chất tải cần để leo cao thì có dự phòng; mẫu có con số nằm sát yêu cầu đó thì ít chỗ cho một thùng nặng hơn hay một ngày nóng hơn.

Dòng liên tục bên cạnh con số 180 giây

Hai trong ba hồ sơ công bố một dòng liên tục 180 giây bên cạnh con số công suất, 25 A trên mẫu nhập môn và 38 A trên mẫu cỡ trung. Hồ sơ lớn nhất công bố một dòng đỉnh 60 A thay vào đó và để ngỏ con số liên tục, nên hai con số không thể hoán đổi trực tiếp cho nhau và khoảng trống đó đáng ghi nhận thay vì lấp vào bằng giả định. Ở nơi cả hai đều được công bố, dòng liên tục là nửa hữu ích hơn của cặp, vì nó mô tả những gì một động cơ BLDC cho UAV nông nghiệp có thể giữ suốt cả hành trình chứ không chỉ trong đợt bùng.

Điều kiện thực địa: bụi, hạt thuốc trôi và những con số mà hồ sơ bỏ ngỏ

Điều kiện thực địa không thay đổi thiết kế điện của một động cơ UAV nông nghiệp, nhưng nó thay đổi phần tích hợp quanh nó, và đây là phần của nhiệm vụ mà các bảng công bố mô tả ít nhất. Đọc nó một cách trung thực nghĩa là tách những gì hồ sơ nêu ra khỏi những gì phải được xác nhận với nhà sản xuất.

Bụi và hạt thuốc trôi trong đường khí

Một khung bay làm việc thấp trên đồng cây hút khí làm mát qua một cột khí mang theo giọt, bụi mịn và, sau khi hạt phun đã đi qua, một cặn có thể đọng lại trên bất kỳ bề mặt nào trong luồng khí. Với một động cơ UAV nông nghiệp, điều này chủ yếu ảnh hưởng đến mặt cơ khí của phần tích hợp: đường khí xuyên qua stator, tình trạng của các vòng bi qua một mùa, và cáp cùng đầu nối chạy từ cuộn dây tới bộ điều khiển. Không cái nào trong số này là giới hạn điện từ, nhưng tất cả đều là những điểm mà một mùa thực địa khác với một lần thử trên băng ghế.

Những con số mà hồ sơ bỏ ngỏ

Điều mà các hồ sơ trong nhóm này không công bố là xếp hạng về độ kín, xâm nhập hay ăn mòn cho bất kỳ mẫu nào trong ba mẫu, nên không nên suy ra cấp bảo vệ nào từ chúng. Những bảng công bố mang khối lượng, đường bao, KV, cấu hình stator, điện trở, cửa sổ cell, lực đẩy và công suất, và đó là những con số mà hướng dẫn này trích dẫn. Ở nơi một kết cấu thực địa cần một con số về độ xâm nhập, đó là một thông số cần xác nhận trực tiếp với nhà sản xuất thay vì suy đoán từ dữ liệu điện, và điều tương tự cũng áp dụng cho ảnh hưởng lâu dài của hóa chất phun lên vòng bi và đầu nối, đó là điểm mà một động cơ UAV nông nghiệp được cam kết cho một kết cấu thực địa.

So sánh động cơ UAV nông nghiệp: U3 KV700, P60 Pin KV170, P80 III Pin KV100

Ba hồ sơ dưới đây được sắp theo lực đẩy tối đa công bố, cũng là thứ tự mà chúng hợp với một khối lượng thùng tăng dần cho một động cơ UAV nông nghiệp. Bảng tái hiện các con số công bố cho mỗi mẫu, và không có gì trong đó được suy diễn.

Mẫu, cấu hình stator, điện trở trong, số cell công bố, lực đẩy tối đa, công suất tối đa 180 giây và khối lượng theo công bố của nhà sản xuất cho ba mẫu hiện được giới thiệu trong nhiệm vụ UAV nông nghiệp, sắp theo lực đẩy tối đa công bố. Lực đẩy tối đa và công suất 180 giây là những con số nhà sản xuất công bố cho mỗi mẫu; cả hai phụ thuộc vào cánh quạt và điện áp bus dùng trong phép thử, nên chúng chỉ so sánh được trong nhóm theo nghĩa chúng mô tả điều kiện công bố của mỗi mẫu. Số cell được nêu đúng như công bố, nên một dải nghĩa là mẫu đó được công bố xuyên suốt dải đó. Khối lượng bao gồm cả cáp và đầu nối ở những trường hợp nhà sản xuất công bố theo cách đó. Không có cột KV nào xuất hiện vì mỗi tên mẫu trong bảng đã mang sẵn con số KV của nó, và không có cột đường bao nào xuất hiện vì nhiệm vụ mô tả ở đây xoay quanh các cột điện chứ không phải kích thước thân.

Đọc cả ba theo khối lượng thùng

Hồ sơ nhẹ nhất, T-Motor U3 KV700 Động cơ UAV, được công bố ở 128 g với 1800 g lực đẩy, đặt nó vào đầu đa cánh nhỏ của lớp phun, nơi thùng nhẹ và cánh quạt nhỏ. Hồ sơ giữa, T-Motor P60 Pin KV170 Động cơ UAV, được công bố ở 375 g với 8414 g lực đẩy, và hồ sơ lớn nhất, T-Motor P80 III Pin KV100 Động cơ UAV, được công bố ở 649 g với 16344 g lực đẩy. Đọc theo thứ tự đó, cả ba mô tả một nấc thang từ một khung bay phun nhẹ đến một khung bay nặng, và khối lượng công bố của động cơ tăng theo lực đẩy mà nó phải tạo ra.

Nơi ba hồ sơ khác biệt

Ba hồ sơ không lớn lên đều nhau. Điện trở trong giảm từ 50 mΩ trên hồ sơ nhập môn xuống 45 mΩ trên hồ sơ lớn nhất, trong khi hồ sơ giữa được công bố ở 80 mΩ, mức cao nhất trong nhóm; điện trở cao hơn là nhiều tổn hao đồng hơn cho một dòng điện cho trước, đây là con số cần cân nhắc so với lực đẩy mà mỗi mẫu công bố. Cửa sổ cell mở rộng rồi thu hẹp lại, từ 3-4S trên hồ sơ nhập môn lên 6-14S trên hồ sơ giữa và 6-12S trên hồ sơ lớn nhất. Với một khung bay ở đầu nặng của lớp phun, nhiệm vụ Drone hạng nặng mang những hồ sơ trên nhóm này, và dải sản phẩm T-Motor đứng sau ba hồ sơ này được tập hợp trên trang nhà sản xuất T-Motor.

Rút gọn danh sách động cơ UAV nông nghiệp: từ khối lượng thùng đến lực đẩy bay treo, KV, điện áp bus và kiểu lắp

Một danh sách rút gọn cho động cơ BLDC cho UAV nông nghiệp dễ bảo vệ hơn khi nó được dựng theo đúng thứ tự mà khung bay được dựng. Trình tự dưới đây đi từ khối lượng mà động cơ phải nâng xuống đến những chi tiết quyết định liệu hồ sơ đã chọn có vừa kết cấu hay không, và nó áp dụng cho các hồ sơ thuộc nhiệm vụ UAV nông nghiệp cũng dễ như cho bất kỳ hồ sơ tương đương nào thêm vào sau này.

Cố định khối lượng thùng và lực đẩy bay treo trước

Bắt đầu từ tổng khối lượng của khung bay đã chất tải, kể cả thùng đầy, khung thân và thiết bị điện tử tải trọng. Lực đẩy cần để bay treo và để leo cao nằm trên khối lượng đó, và lực đẩy tối đa công bố của mỗi phương án là cột đầu tiên để đối chiếu. Một hồ sơ có lực đẩy công bố nằm sát yêu cầu bay treo để lại ít dự phòng cho một thùng đầy vào một ngày nóng, đó là điều kiện mà cột 180 giây mô tả.

Sau đó là KV, số cell và đường bao điện

Khi dải lực đẩy đã cố định, đường kính cánh quạt chỉ về một mức KV, và cửa sổ cell quyết định dòng điện mà cuộn dây phải mang cho lực đẩy đó. Một bus cao hơn làm giảm dòng điện cho cùng công suất trục, điều này dễ chịu hơn cho bộ điều khiển và cho dây dẫn, nên cửa sổ cell và bước cánh quạt được đọc cùng nhau thay vì đọc từng cái một. Điện trở trong của mỗi phương án là con số biến dòng điện đó thành tổn hao đồng, và đáng so sánh trên toàn danh sách rút gọn ở bước này.

Sau đó là kiểu lắp, cáp và hồ sơ

Bước cuối cùng quyết định liệu động cơ trong danh sách rút gọn có khớp vào khung bay hay không. Đường bao công bố, kiểu lắp và chiều dài cáp của một động cơ UAV nông nghiệp trong danh sách rút gọn phải khớp với cánh tay và đường đi cáp mà khung bay dùng, và bất kỳ con số nào hồ sơ bỏ ngỏ là một câu hỏi dành cho nhà sản xuất chứ không phải một giá trị để giả định. Khép danh sách rút gọn lại bằng các chi tiết tích hợp thay vì bằng những con số trên bảng tên chính là điều giữ một phương án đầy hứa hẹn khỏi thất bại lúc lắp ráp.

Các câu hỏi thường gặp

Tài nguyên chính thức

T-Motor công bố một trang sản phẩm chính thức cho mỗi sản phẩm cùng bảng thông số của nó, và những trang đó vẫn là nguồn chính xác cho mọi con số được trích dẫn trong hướng dẫn này về một động cơ BLDC cho UAV nông nghiệp - ví dụ trang sản phẩm U3 KV700, trang sản phẩm P60 Pin KV170 và trang sản phẩm P80 III Pin KV100. Mỗi trang nêu rõ cánh quạt và điện áp mà các con số của nó được đo ở đó, đó là điều kiện cần kiểm tra trước khi so sánh bất kỳ hai hồ sơ nào.

Bước tiếp theo

Để rút gọn danh sách một động cơ UAV nông nghiệp thay vì chỉ đọc, ba công cụ trên nền tảng làm việc này theo trình tự. Khám phá toàn bộ nhóm Động cơ UAV để thấy ba hồ sơ ở đây cùng các mẫu Navigator và hạng nặng, dùng Lựa chọn để thu hẹp theo số cell, khối lượng và công suất công bố, rồi đặt các phương án cạnh nhau trong So sánh sản phẩm. Trang ứng dụng UAV nông nghiệp giữ cùng nhiệm vụ với các thuộc tính lọc riêng, và trang nhà sản xuất T-Motor tập hợp toàn bộ dải sản phẩm đứng sau những hồ sơ này.

Ba bài viết khác mang những phần của chủ đề này mà một nhiệm vụ nông nghiệp không giải quyết trọn. Động cơ UAV: phối hợp KV, lực đẩy và khối lượng với khung bay đọc cùng những động cơ đó từ góc nhìn UAV tổng quát, Động cơ BLDC cho UAV công nghiệp: chu kỳ làm việc, dự phòng và tải trọng bao quát nhiệm vụ công nghiệp lặp lại mà các khung bay này chia sẻ, và Động cơ drone hạng nặng: ba lựa chọn T-Motor từ 2.85 kg đến 101 kg lực đẩy mang dải lực đẩy phía trên nhóm này. Giữa chúng, cả ba bàn cùng một câu hỏi, một động cơ BLDC cho nhiệm vụ UAV nông nghiệp, từ những nhiệm vụ nằm bên cạnh nhiệm vụ này.