Động cơ BLDC cho UAV công nghiệp: chu kỳ làm việc, dự phòng và tải trọng

Động cơ BLDC cho UAV công nghiệp được chọn cho một nhiệm vụ lặp lại thay vì một chuyến bay đơn lẻ, và tám dữ liệu hiện được giới thiệu dưới chế độ làm việc UAV công nghiệp cho thấy hai cách đọc một bản thông số có thể cách xa nhau đến mức nào. Trong cả nhóm, KV chạy từ 80 đến 700, khối lượng đã công bố từ 128 g đến 1740 g, điện trở nội từ 17 mΩ đến 116 mΩ, lực đẩy tối đa từ 1800 g đến 36500 g và công suất 180 giây đã công bố từ 500 W đến 8580 W. Độ trải đó phải bao quát một khung bay khảo sát dưới một kilôgam ở một đầu và một nền tảng mang hàng chục kilôgam cảm biến cùng bộ pin ở đầu kia, nên câu hỏi hữu ích không phải là dữ liệu nào công bố con số lớn nhất, mà là dữ liệu nào giữ được dòng điện, nhiệt độ và biên lực đẩy của nó suốt cả hồ sơ nhiệm vụ mà khung bay được xây quanh. Hướng dẫn này đọc tám dữ liệu đối chiếu với câu hỏi đó, và cùng bộ mẫu ấy được tập hợp trên trang ứng dụng UAV công nghiệp.

Trả lời nhanh

Một khung bay công nghiệp không dành cả vòng đời của nó ở điểm mà bảng thông số của nó nói to nhất. Nó nâng một tải trọng, ổn định, rồi giữ một vị trí trong nhiều phút mỗi lần, vài lần một ngày, suốt thời gian khung bay còn phục vụ. Hệ quả về điện là dòng điện rút ra tại điểm giữ vị trí được trả liên tục suốt cả nhiệm vụ, trong khi dòng đỉnh chỉ kéo dài vài giây. Một danh sách rút gọn viết theo cột đỉnh vì vậy trả lời một câu hỏi mà máy bay hiếm khi đặt ra, và để lại câu hỏi mà nó đặt ra liên tục không có câu trả lời.

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

Tám dữ liệu phân chia trước hết theo lực đẩy chúng công bố và thứ hai theo bus chúng được công bố cho. Bốn trong số đó nằm dưới 3000 g lực đẩy đã công bố và bốn nằm trên 8000 g, và các con số KV đi theo cùng sự phân chia đó: những dữ liệu nhẹ hơn được công bố ở 400 KV và 700 KV trên 3-8S hoặc thấp hơn, trong khi mọi dữ liệu trên 8000 g đều được công bố ở 170 KV hoặc thấp hơn trên 6S và cao hơn. Sự phân chia đó là điều mà các mục dưới đây tháo rời, trước hết như một hồ sơ nhiệm vụ, rồi như một tập hợp các dải khối lượng nền tảng, và cuối cùng như một trình tự quyết định.

Điều mà một nhiệm vụ công nghiệp đòi hỏi ở động cơ

Trên một UAV công nghiệp, nhiệm vụ là một chế độ làm việc trước khi là một bản thông số, và khác biệt giữa nó với một chuyến bay giải trí là khác biệt về sự lặp lại chứ không phải về quy mô. Một khung bay bay vài lần để giải trí và một khung bay bay vài lần một ngày cho một mục đích công việc chia sẻ cùng một vật lý nhưng không cùng một bài toán chi phí hỏng hóc, và trường hợp thứ hai chính là trường hợp mà các dữ liệu dưới đây phải trả lời.

Sự lặp lại, chứ không phải một chuyến bay đơn lẻ

Đặc điểm phân biệt của một chế độ làm việc công nghiệp là cùng một nhiệm vụ được bay lại, rồi lại nữa, với những khoảng nghỉ ngắn trên mặt đất giữa các chuyến xuất kích. Điều đó quan trọng với động cơ vì hành vi nhiệt là một trạng thái chứ không phải một sự kiện: một cuộn dây đạt tới một nhiệt độ cho trước trong một chuyến bay sẽ bắt đầu chuyến tiếp theo từ bất kỳ nhiệt độ nào nó còn giữ lại, và một khung bay bay bốn chuyến xuất kích trong một buổi chiều sẽ khiến lớp cách điện và các vòng bi chịu một tải tích lũy mà một chuyến bay đơn lẻ không tạo ra. Các dữ liệu công bố ở đây mô tả giới hạn nhiệt trong một cửa sổ xác định chứ không phải một hồ sơ chế độ làm việc, nên cách đọc trung thực là so sánh: một dữ liệu được công bố cho công suất 180 giây cao hơn mang nhiều biên nhiệt hơn vào một nhiệm vụ lặp lại so với một dữ liệu được công bố cho mức thấp hơn, ở cùng chế độ làm việc.

Tải trọng phải tồn tại suốt cả nhiệm vụ

Một camera, một thiết bị lidar hoặc một cảm biến đa phổ phải được giữ trong một tư thế ổn định suốt cả chuyến bay, và sự ổn định là một thuộc tính điện trước khi là một thuộc tính cơ. Giữ vị trí là một vòng điều khiển hiệu chỉnh bằng lực đẩy, và lực đẩy được tạo ra bằng dòng điện, nên một cơn gió giật hay một dịch chuyển tải trọng được đáp lại bằng một bước nhảy dòng điện tại cuộn dây. Một dữ liệu hệ động lực có điện trở thấp hơn đáp lại bước nhảy đó với ít tổn hao đồng hơn, điều giữ điểm làm việc gần hơn với vị trí cũ và giảm độ quá độ mà bộ điều khiển tư thế phải tiêu tốn năng lượng để hiệu chỉnh. Sự tồn tại của tải trọng và điện trở cuộn dây do đó được nối với nhau qua vòng dòng điện chứ không chỉ qua khung bay.

Điều mà khung bay chấp nhận được ở một động cơ

Các dữ liệu trong nhóm này trải từ 128 g đến 1740 g và từ một thân 41.8 mm đến một thân 147.5 mm, và hai dải đó là những ràng buộc đóng gói cũng nhiều như ràng buộc hiệu năng. Một cánh tay có độ cứng uốn giảm khi chiều dài tăng, một đế lắp động cơ có kiểu lỗ bu lông mà khung bay phải cung cấp, và một động cơ rotor ngoài nặng hơn ở đầu cánh tay làm dịch chuyển các thuộc tính quán tính mà bộ điều khiển bay phải mô hình hóa. Các cột khối lượng và kích thước bao không phải vật trang trí bên cạnh các cột điện; trên một nhiệm vụ lặp lại, chúng ấn định bao nhiêu phần của cánh tay có thể được chế tạo vì độ cứng thay vì vì tải mà chính động cơ áp lên.

Chu kỳ làm việc: con số mà khung bay thực sự chạy ở đó

Chu kỳ làm việc là phần mà mỗi điểm làm việc chiếm trong nhiệm vụ, và trên một khung bay công nghiệp nó bị chi phối bởi đoạn tạo ra ít cảnh tượng nhất. Bay treo không phải phần thú vị để xem của một chuyến bay, nhưng nó là phần mà bộ pin phải trả, và nó là đoạn mà việc chọn Động cơ BLDC cho UAV công nghiệp thực sự được đưa ra.

Tỷ phần bay treo đối chiếu tỷ phần hành trình

Trên một khung bay nâng bằng rôto, đoạn bay treo mang toàn bộ trọng lượng của máy bay chỉ bằng lực đẩy, không có cánh nào chia sẻ tải, và trong một nhiệm vụ kiểm tra hoặc giữ vị trí thì đoạn đó chiếm phần lớn chuyến bay. Trong một nhiệm vụ khảo sát, sự phân chia dịch về phía đoạn bay tới, nhưng đoạn bay tới trên một máy bay đa cánh vẫn được bay ở một góc tấn cao trên cùng các rôto đó, nên mức giảm dòng điện nhỏ hơn so với điều mà sự thay đổi tốc độ bay gợi ý. Cách đọc thực tế là điểm giữ vị trí, chứ không phải điểm lực đẩy tối đa, mới là điểm làm việc mà bộ pin được định cỡ theo đó, và mọi cột mô tả hiệu suất tại điểm đó đều có giá trị hơn một cột mô tả mức trần.

Leo cao lặp lại, chứ không phải một đỉnh

Một khung bay phục vụ công việc leo lên độ cao làm việc, hạ xuống để đổi pin, rồi lặp lại. Mỗi lần leo cao là một sự kiện dòng cao kéo dài hàng chục giây, và suốt một ngày làm việc số sự kiện đó lên tới hàng chục lần. Kiểu mẫu đó nằm giữa hai điều kiện mà một bảng thông số mô tả: nó dài hơn nhiều so với sự kiện tức thời mà một con số dòng đỉnh bao quát, và ngắn hơn nhiều so với trạng thái ổn định mà một định mức liên tục ngụ ý. Đó cũng là lý do một dữ liệu được công bố cho dòng liên tục cao hơn có giá trị hơn với chế độ làm việc này so với một dữ liệu được công bố cho đỉnh cao hơn, vì chính lần leo cao lặp lại suốt ngày mới là thứ tích lũy.

Vì sao một cột 180 giây không thể thay thế một chế độ làm việc

Công suất 180 giây đã công bố là công suất mà một động cơ có thể hấp thụ trong 180 giây trước khi cuộn dây của nó đạt tới giới hạn nhiệt do cấp cách điện và kiểu lắp của nó ấn định. Đó là một cửa sổ và một quy ước chứ không phải một định mức mà động cơ giữ vô thời hạn, và nó được công bố ở điều kiện thử của chính nhà sản xuất chứ không ở điều kiện bay treo của khung bay. Giá trị hữu ích của nó mang tính so sánh: một dữ liệu được công bố ở 3180 W mang nhiều biên dòng điện hơn một dữ liệu được công bố ở 1600 W khi hai dữ liệu được so ở cùng chế độ làm việc, và biên đó chính là thứ mà một tải trọng nặng hơn hay một ngày nóng hơn tiêu thụ. Nó không phải một con số mà một ngân sách năng lượng bộ pin được chia cho, vì việc chuyển năng lượng dự trữ thành thời gian trên không đi qua dòng điện tại điểm giữ vị trí.

Dự phòng: biên lực đẩy mà máy bay đa cánh phải trả giá

Biên lực đẩy mà một Động cơ BLDC cho UAV công nghiệp phải mang là một thuộc tính mà một máy bay cánh cố định hay một trực thăng không có: sau khi mất một đơn vị động lực, máy bay đa cánh vẫn có thể duy trì điều khiển, với điều kiện các đơn vị còn lại có lực đẩy dự trữ. Khoản dự trữ đó được mua bằng khối lượng động cơ và bộ pin, và đó là ràng buộc thứ hai phân tách một bản thông số công nghiệp khỏi một bản thông số giải trí.

Điều gì xảy ra khi một động cơ dừng

Trên một khung bay sáu rôto, việc mất một đơn vị động lực để lại năm đơn vị mang máy bay, nên các đơn vị còn lại phải tạo ra khoảng 6/5 phần chia thông thường của chúng, tức tăng thêm khoảng 20 phần trăm, để giữ độ cao ở phía đối diện của khung. Đó là số học chứ không phải một bản thông số: con số suy ra từ số lượng rôto, không từ mẫu được chọn. Điều mà mẫu đóng góp là liệu nó có thể tạo ra phần chia đó mà không rời khỏi cửa sổ liên tục đã công bố hay không, vì một khoản dự trữ chỉ tồn tại bên trong một cột 180 giây là khoản dự trữ dành cho một lần hạ độ cao chứ không phải cho một nhiệm vụ tiếp diễn.

Biên dự phòng như khối lượng, dòng điện và kích thước bộ pin

Một biên lực đẩy không miễn phí, vì một động cơ được định cỡ để tạo ra nhiều lực đẩy hơn ở cùng dòng điện là một động cơ có nhiều nam châm hơn và nhiều đồng hơn, và cả hai đều hiện ra trong cột khối lượng. Các dữ liệu ở đây khiến sự đánh đổi đó hiện rõ: dữ liệu 128 g công bố 1800 g lực đẩy trong khi dữ liệu 1740 g công bố 36500 g, nên lực đẩy trên mỗi đơn vị khối lượng động cơ tăng dốc trong cả nhóm ngay cả khi khối lượng tuyệt đối cũng vậy. Hệ quả cho dự phòng là một khung bay nhẹ hơn có thể chi trả một biên dự phòng trên một động cơ nhỏ hơn, trong khi một khung bay nặng phải chấp nhận rằng biên đó được mang dưới dạng khối lượng động cơ, khối lượng bộ pin để nuôi nó, hay một ngân sách thời gian bay ngắn hơn. Việc tiêu vào cái nào trong ba cái đó là một quyết định của khung bay chứ không phải của động cơ.

Nơi dự phòng không còn là lựa chọn về động cơ

Khả năng tiếp tục bay sau khi mất một đơn vị động lực phụ thuộc vào bộ trộn của bộ điều khiển bay, vào khả năng chịu dòng của ESC và vào khả năng giữ tư thế của khung bay với các đơn vị còn lại, tất cả đều nằm ngoài dữ liệu động cơ. Một động cơ chỉ có thể cung cấp khoảng dư địa khiến thao tác đó trở nên khả thi; việc thao tác đó có được thực hiện hay không thuộc về hệ thống xung quanh nó. Ranh giới đó quan trọng khi đọc một danh sách rút gọn, vì một dữ liệu có cửa sổ liên tục rộng và điện trở thấp là một đóng góp cho dự phòng chứ không phải một bảo đảm cho nó, và những câu hỏi về thẩm quyền điều khiển thuộc về tài liệu của bộ điều khiển bay chứ không phải bảng thông số của động cơ.

Biên nhiệt qua một nhiệm vụ lặp lại

Hành vi nhiệt là phần của một bản thông số mà một con số duy nhất mô tả kém nhất, và trên một nhiệm vụ lặp lại nó là phần quyết định liệu chuyến xuất kích cuối cùng trong ngày có giống chuyến đầu tiên hay không. Chuỗi này ngắn và mọi mắt xích trong đó đều được công bố: dòng điện sinh ra tổn hao đồng, tổn hao đồng sinh ra nhiệt, và nhiệt phải rời khỏi cuộn dây qua một đường mà khung bay không kiểm soát.

Tổn hao đồng dưới một chu kỳ lặp lại

Tổn hao đồng bằng bình phương dòng điện nhân với điện trở cuộn dây, nên tổn hao tăng theo bình phương của tải và tăng tuyến tính theo con số điện trở mà nhà sản xuất công bố. Điều đó khiến cột điện trở trở thành hệ số của một chi phí chạy liên tục chứ không phải chi phí tức thời, và nó giải thích vì sao cột này không đơn thuần đi theo kích cỡ của động cơ: trong nhóm này điện trở chạy từ 17 mΩ trên dữ liệu 1740 g U15 II KV80 đến 116 mΩ trên dữ liệu 195 g U5 KV400, và nó nằm ở 45 mΩ trên cả hai dữ liệu 649 g P80 III Pin KV100 và 453 g MN8017 KV120. Một điện trở thấp trên một dữ liệu lực đẩy cao chính là hình dáng của một cuộn dây được chế tạo cho dòng điện duy trì, và đó là con số cần đọc trước khi chế độ làm việc lặp lại.

Dòng liên tục mà một nhiệm vụ lặp lại có thể giữ

Một con số dòng liên tục mô tả dòng điện mà một động cơ có thể mang mà cuộn dây của nó không rời khỏi trạng thái nhiệt mà nó được thiết kế cho, và đó là cột khớp chặt nhất với một nhiệm vụ lặp lại. Nó chỉ được công bố cho một phần của nhóm này, một hạn chế đáng nói thẳng: dữ liệu 128 g U3 KV700 mang 25 A, dữ liệu 195 g U5 KV400 mang 30 A và dữ liệu 375 g P60 Pin KV170 mang 38 A, trong khi năm dữ liệu còn lại công bố một dòng đỉnh hoặc một dòng 180 giây chứ không phải một con số liên tục. Ba con số đó tăng theo khối lượng của động cơ, đúng hình dáng dự kiến, và việc thiếu cột này ở năm dữ liệu kia nghĩa là không thể lập một bảng xếp hạng dòng liên tục tương đương chỉ từ các dữ liệu đã công bố. Khi một cấu hình phụ thuộc vào nó, con số đó thuộc về những câu hỏi đặt cho tài liệu của nhà sản xuất.

Đường thoát nhiệt ra khỏi cuộn dây

Nhiệt rời khỏi một động cơ rotor ngoài không chổi than qua ba đường: dẫn nhiệt vào đế lắp và khung bay, đối lưu từ vỏ chuông và vỏ stator, và bức xạ từ các bề mặt lộ ra. Cả ba đều phụ thuộc vào cách lắp đặt chứ không phụ thuộc vào động cơ, đó là lý do một công suất 180 giây đã công bố mang theo một quy ước về kiểu lắp phía sau nó. Trên một khung bay công nghiệp, kiểu lắp thường là một cánh tay có khối lượng nhiệt hạn chế và luồng khí hạn chế khi bay treo, nên đường dẫn nhiệt yếu hơn so với điều mà giả định trên bàn thử ngụ ý. Hệ quả thực tế là biên nhiệt mà một dữ liệu công bố là một so sánh giữa các thiết kế chứ không phải một dự đoán nhiệt độ mà cuộn dây sẽ đạt tới trong một khung bay cụ thể, và giả định đằng sau con số đó vẫn thuộc về nhà sản xuất.

Khối lượng và cáp như những chi phí tải trọng

Khối lượng trên một khung bay công nghiệp không phải một thuộc tính trung tính của một linh kiện; nó là một khoản khấu trừ khỏi hai ngân sách quyết định máy bay để làm gì, đó là tải trọng và bộ pin. Khối lượng của chính động cơ cùng cáp và đầu nối đi kèm đều là một phần của khoản khấu trừ đó, và các dữ liệu công bố chúng riêng đủ thường xuyên để sự phân tách trở nên đọc được.

Phần của động cơ trong ngân sách tải trọng

Mỗi gam khối lượng hệ động lực đều phải được nâng suốt cả nhiệm vụ, điều làm tăng công suất mà đoạn bay treo cần và rút bộ pin nhanh hơn; cùng một gam lấy ra khỏi bộ pin sẽ bớt đi năng lượng dự trữ. Sự đánh đổi vì vậy là hai chiều chứ không phải một khoản phạt đơn giản, và đó là lý do cột khối lượng thuộc về bên cạnh các cột hiệu suất chứ không phải trong một phụ lục cơ khí. Trong nhóm này độ trải đủ lớn để thay đổi tính chất của một cấu hình: một dữ liệu 128 g và một dữ liệu 1740 g không phải hai điểm trên một thang mà là hai hạng khung bay khác nhau, và lực đẩy mà mỗi dữ liệu công bố là thứ khiến khác biệt đó đáng để trả giá.

Cáp, đầu nối và AWG như những chi phí tích hợp

Khối lượng đã công bố của một động cơ thường bao gồm cáp và đầu nối của nó, và ở chỗ một con số riêng cho chỉ động cơ được công bố thì khác biệt là đo được. Dữ liệu U5 KV400 minh họa trực tiếp điều đó: 195 g là khối lượng đã công bố bao gồm cáp, và 156 g là con số cho động cơ không tính cáp, một khác biệt 39 g được mang ở đầu cánh tay trong mọi chuyến bay. Cùng dữ liệu đó công bố một dây dẫn AWG 16, và dữ liệu U10 II KV100 công bố một dây dẫn AWG 16 với dây dẫn ra 90 mm, nên cáp là một bộ phận được chỉ định của cụm lắp chứ không phải một phụ kiện. Trên một thiết kế mà các cánh tay được mua vì độ cứng, một chiều dài dây dẫn ra dài hơn nhu cầu đi dây là khối lượng không mua được gì.

Tải gimbal và cảm biến trên cùng một bus

Một tải trọng công nghiệp hiếm khi lấy nguồn từ một nguồn riêng: một gimbal, một cảm biến và một liên kết truyền thông thường được cấp từ cùng bộ pin như hệ động lực, qua một bộ ổn áp hoặc một nhánh riêng. Cách bố trí đó khiến dòng điện hệ động lực và dòng điện tải trọng thành hai nhu cầu trên một bộ pin, và điện áp mà cuộn dây hệ động lực nhìn thấy là điện áp còn lại sau cả hai. Một dữ liệu hệ động lực có điện trở thấp hơn và cửa sổ số cell đã công bố rộng hơn cho việc tích hợp nhiều chỗ hơn để đặt nhánh tải trọng, vì mức sụt áp mà nó tạo ra dưới tải nhỏ hơn và bus còn nhiều biên hơn để bộ ổn áp làm việc. Tải trọng vì vậy là một phần của chế độ làm việc điện chứ không phải một hành khách trên đó.

Gió và điểm làm việc phải giữ

Gió là phần của một nhiệm vụ công nghiệp không nằm trong kế hoạch bay, và ảnh hưởng của nó lên một Động cơ BLDC cho UAV công nghiệp hoàn toàn đi qua điểm giữ vị trí. Một cơn gió giật không thay đổi khối lượng hay cánh quạt của khung bay, nhưng nó thay đổi lực đẩy mà các rôto phải tạo ra và do đó thay đổi dòng điện mà cuộn dây phải mang tại thời điểm đó.

Biên gió giật là một biên dòng điện

Giữ vị trí trong một cơn gió giật đòi hỏi các rôto tăng lực đẩy, và một mức tăng lực đẩy ở cánh quạt và bus cố định được mua bằng dòng điện. Dòng điện cần để đáp lại một cơn gió giật vì vậy được rút thêm lên trên dòng điện mà bay treo vốn đã cần, và trên một nhiệm vụ lặp lại, một ngày nhiều gió giật là một ngày mà cuộn dây dành nhiều thời gian hơn ở gần giới hạn nhiệt của nó. Đó là lý do cột điện trở và cửa sổ nhiệt quan trọng cùng nhau: một dữ liệu có điện trở thấp chuyển dòng điện gió giật tăng thêm thành ít nhiệt hơn, nên cùng một cơn gió giật tiêu tốn ít biên hơn trong khoản biên mà khung bay có cho phần còn lại của chuyến bay.

Vì sao điểm giữ vị trí, chứ không phải đỉnh, định cỡ cuộn dây

Một cuộn dây được định cỡ theo dòng điện mà nó mang phần lớn thời gian, vì đó là dòng điện mà tổn hao tích lũy. Một con số đỉnh mô tả lượng dòng điện mà động cơ có thể cho qua trong chốc lát trước khi có thứ gì đó đứt, và nó bị giới hạn bởi ESC và bộ pin cũng nhiều như bởi chính cuộn dây. Trong một chế độ làm việc công nghiệp, sự phân biệt này mang tính thực tế chứ không phải hàn lâm: hai động cơ có cùng đỉnh đã công bố có thể rất khác nhau ở điểm giữ vị trí, và mẫu tốt hơn ở điểm giữ vị trí chính là mẫu mà nhiệm vụ lặp lại hưởng lợi. Đó là lý do trình tự định cỡ dưới đây bắt đầu từ chế độ làm việc và dòng điện giữ vị trí, và coi cột đỉnh như một phép kiểm tra biên chứ không phải cơ sở của lựa chọn.

Tám động cơ UAV công nghiệp được so sánh

Tám dữ liệu hiện được giới thiệu dưới chế độ làm việc UAV công nghiệp được trình bày dưới đây như một bộ thông số duy nhất, sắp theo lực đẩy tối đa đã công bố để bước nhảy từ chế độ làm việc nhẹ nhất đến nặng nhất hiện rõ ngay trong cột đó. Mọi giá trị là con số nhà sản xuất công bố cho mẫu đó, và không ô nào được ước lượng. Tám mẫu đó cũng chính là những mẫu được nhóm dưới chế độ làm việc được bàn ở các mục trên.

Mẫu, cấu hình stator, điện trở nội, số cell đã công bố, lực đẩy tối đa, công suất tối đa 180 giây và khối lượng theo công bố của nhà sản xuất cho tám mẫu hiện được giới thiệu dưới chế độ làm việc UAV công nghiệp, sắp theo lực đẩy tối đa đã 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 đều 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 đã công bố của chính mỗi mẫu. Số cell được hiển thị như đã công bố, nên một con số đơn nghĩa là một cửa sổ đã công bố duy nhất và một dải nghĩa là mẫu đó được công bố trên cả dải. Khối lượng bao gồm cáp và đầu nối ở chỗ nhà sản xuất công bố theo cách đó. Không có cột KV xuất hiện vì mỗi tên mẫu trong bảng đã mang con số KV của chính nó, và không có cột kích thước bao xuất hiện vì chế độ làm việc mô tả ở đây xoay quanh các cột điện chứ không phải kích thước thân.

Hai điểm đọc nổi bật khi tám dữ liệu nằm trên cùng một trang, và không điểm nào là cột công suất. Thứ nhất là điện trở nội không chạy theo cùng thứ tự như lực đẩy. MN8017 KV120 453 g và P80 III Pin KV100 649 g đều mang 45 mΩ, trong khi U8 Lite L KV110 282 g mang 105 mΩ và U5 KV400 195 g mang 116 mΩ, và con số rộng nhất trong nhóm nằm trên dữ liệu nhỏ nhất, ở 116 mΩ so với 17 mΩ trên mẫu lớn nhất. Đọc xuống cột đó, các dữ liệu nhẹ là những mẫu có điện trở cao nhất, đúng như hình dáng của một cuộn dây được định cỡ cho một khung bay nhẹ, và các thân 36N42P ở nửa trên của bảng là những mẫu có con số thấp.

Thứ hai là số cell chia bảng thành hai nửa gặp nhau ở giữa. Bốn dữ liệu được công bố cho 6-14S hoặc cao hơn và bốn cho 3-8S hoặc thấp hơn, và các con số KV đi theo sự phân chia đó: bốn dữ liệu nhẹ hơn chạy từ 400 đến 700 KV và bốn dữ liệu nặng hơn từ 80 đến 170 KV. Vì KV là tốc độ trục trên mỗi vôn, hai nửa có thể đạt tốc độ trục tương đương từ những điện áp bộ pin khác nhau, và con số phân tách chúng là dòng điện mà mỗi mẫu rút ra cho công suất đã công bố của nó. Các dữ liệu 36N42P mang lực đẩy lớn nhất trong nhóm đều được công bố ở 170 KV hoặc thấp hơn, và hai dữ liệu có lực đẩy cao nhất trong bảng cũng là hai dữ liệu có điện trở thấp nhất, đúng hình dáng của một cuộn dây được chế tạo cho dòng điện duy trì.

Điểm đọc thứ ba liên quan đến những dữ liệu nằm sát nhau nhất về lực đẩy. U10 II KV100 và U8 Lite L KV110 công bố 10600 g và 11200 g ở 415 g và 282 g tương ứng, nên một khác biệt 600 g lực đẩy được mua bằng 133 g khối lượng động cơ. Lực đẩy kề nhau với khối lượng khác và cửa sổ bus khác là lời nhắc rõ nhất trong bảng rằng khối lượng là một kết quả của việc đóng gói chứ không phải một mô tả chế độ làm việc. Chọn giữa hai mẫu xoay quanh việc khung bay có thể dành bao nhiêu phần ngân sách tải trọng cho hệ động lực và cho cánh quạt mà mỗi mẫu được dự định quay, chứ không phải 600 g lực đẩy phân tách các dữ liệu của chúng.

Đọc tám dữ liệu theo các dải khối lượng nền tảng

Bảng sắp theo lực đẩy, đó là thứ tự đúng cho một danh sách rút gọn và là thứ tự sai để hiểu nhóm chứa những gì. Đọc theo nền tảng thay vì vậy, tám dữ liệu rơi vào bốn dải, và ranh giới các dải đi theo khối lượng cất cánh của khung bay chứ không theo động cơ. Các ước lượng dưới đây chuyển lực đẩy đã công bố thành một khối lượng nền tảng xấp xỉ trên bốn rôto với tỷ lệ lực đẩy trên khối lượng 2:1, một quy ước làm việc chứ không phải một bản thông số, và chúng được đưa ra để các dải có thể được so với nhau chứ không phải như những con số để thiết kế theo.

Khung bay dưới 6 kg và các dữ liệu máy bay đa cánh nhẹ

Đầu nhẹ của nhóm được hai dữ liệu chế tạo cho các nền tảng camera nhỏ và khảo sát đảm nhiệm. T-Motor U3 KV700 Động cơ UAV là mẫu nhẹ nhất ở 128 g, một dữ liệu 12N14P 3-4S công bố 1800 g lực đẩy và 500 W, còn T-Motor U5 KV400 Động cơ UAV là dữ liệu 12N14P 3-8S 195 g công bố 2850 g và 850 W. Trên bốn rôto ở tỷ lệ 2:1, những con số lực đẩy đó đặt một nền tảng ở khoảng 3.6 kg và 5.7 kg tương ứng, điều đặt cả hai dữ liệu ở đầu nhỏ của một khung bay phục vụ công việc và không đặt mẫu nào trong số chúng ở quy mô tải trọng công nghiệp. U5 KV400 bao quát cửa sổ bus rộng hơn trong hai mẫu, ở 3-8S so với 3-4S, và nó là dữ liệu trong dải này có thể hấp thụ một thay đổi bộ pin mà không cần thay động cơ.

Các khung bay lao động 10-25 kg

Phần giữa của nhóm là nơi chế độ làm việc công nghiệp đúng nghĩa bắt đầu, và ba dữ liệu nằm ở đó. T-Motor P60 Pin KV170 Động cơ UAV là một dữ liệu 24N28P 6-14S 375 g công bố 8414 g và 1800 W; T-Motor U10 II KV100 Động cơ UAV là một dữ liệu 36N42P 12S 415 g công bố 10600 g và 1600 W; còn T-Motor U8 Lite L KV110 Động cơ UAV là một dữ liệu 36N42P 12S 282 g công bố 11200 g và 2140 W. Trên cùng quy ước bốn rôto đó, chúng đặt các nền tảng ở khoảng 17 kg, 21 kg và 22 kg. Ba mẫu chia sẻ một dải lực đẩy nhưng không chia sẻ một chế độ làm việc: P60 Pin KV170 được công bố cho cửa sổ bus rộng nhất ở 6-14S, trong khi hai dữ liệu 36N42P là 12S và khác nhau ở chỗ nhấn mạnh vào đường kính thân hay vào khoảng dự phòng 180 giây, U10 II KV100 công bố 98.6 mm đường kính ở 1600 W và U8 Lite L KV110 công bố 87.1 mm ở 2140 W.

Dải tải trọng 25-40 kg

Hai dữ liệu nằm trên dải giữa, và chúng là cặp gần nhau nhất trong nhóm về điện trở. T-Motor P80 III Pin KV100 Động cơ UAV là một dữ liệu 36N42P 6-12S 649 g công bố 16344 g và 2700 W với thân 91.6 mm, còn T-Motor MN8017 KV120 Động cơ UAV là một dữ liệu 36N42P 12S 453 g công bố 16841 g và 3180 W với thân 87.8 mm. Cả hai đều mang 45 mΩ, và trên quy ước bốn rôto chúng đặt các nền tảng ở khoảng 33 kg và 34 kg. Cặp này minh họa sự đánh đổi mà dải này thực hiện: P80 III Pin KV100 là dữ liệu nặng hơn với công suất đã công bố thấp hơn, và MN8017 KV120 trả về thêm 497 g lực đẩy và 480 W từ một thân nhẹ hơn 196 g, nên hai mẫu khác nhau ít hơn ở thứ chúng có thể nâng so với ở cái giá phải mang để làm việc đó.

Trên 40 kg và cửa sổ bus rộng nhất

Dữ liệu lớn nhất trong nhóm tách khỏi bảy dữ liệu kia với một khoảng cách rộng. T-Motor U15 II KV80 Động cơ UAV là một dữ liệu 36N42P 1740 g được công bố cho 12-24S, với 36500 g lực đẩy, 8580 W công suất 180 giây và điện trở nội 17 mΩ, thấp nhất trong nhóm. Trên cùng quy ước đó, nó đặt một nền tảng ở khoảng 73 kg, vượt quá quy mô tải trọng của bảy dữ liệu kia và nằm trong dải mà khung bay là một cỗ máy nâng chứ không phải một nền tảng camera. Cửa sổ 12-24S của nó cũng là cửa sổ rộng nhất trong nhóm, nghĩa là dòng điện nó rút ra cho một công suất trục cho trước có thể do bộ pin ấn định chứ không do động cơ, và đó là thuộc tính khiến nó hữu ích ở đầu nặng của một chế độ làm việc lặp lại.

Hai dữ liệu mới nhất: MN8017 KV120 và U10 II KV100

Hai trong tám dữ liệu được thêm vào nền tảng gần đây nhất, và cả hai nằm ở những vị trí mà nhóm không lấp đầy bằng cách khác. Không mẫu nào là một biến thể lề của một dữ liệu đã có: một mẫu là thân 36N42P nhẹ nhất được công bố ở mức lực đẩy này và mẫu kia là dữ liệu có đường kính nhỏ nhất trên 10000 g.

MN8017 KV120: 36N42P ở 453 g

T-Motor MN8017 KV120 Động cơ UAV là một dữ liệu 36N42P 453 g trên một thân 87.8 mm và chiều dài 34.5 mm, được công bố cho 12S với 16841 g lực đẩy tối đa, 3180 W công suất 180 giây và 68.6 A dòng điện 180 giây. Điện trở nội của nó là 45 mΩ và dòng điện không tải đã công bố là 1.8 A ở 24 V. Đặt đối chiếu với P80 III Pin KV100, mẫu đạt tới một lực đẩy tương đương từ một thân 649 g ở 2700 W, MN8017 KV120 là con đường nhẹ hơn tới cùng một dải lực nâng, và stator 36N42P của nó là cùng cấu hình mà hai dữ liệu nặng nhất trong nhóm dùng. Dữ liệu có nêu một kích thước trục trong nhưng không nêu kích thước trục ngoài, nên một đế lắp được thiết kế quanh trục nên được đối chiếu với bản vẽ của nhà sản xuất chứ không phải với bảng.

U10 II KV100: kích thước bao 98.6 mm ở 415 g

T-Motor U10 II KV100 Động cơ UAV là một dữ liệu 36N42P 415 g trên một thân 98.6 mm và chiều dài 33.1 mm, được công bố cho 12S với 10600 g lực đẩy tối đa, 1600 W công suất 180 giây và 32.4 A dòng đỉnh. Điện trở nội của nó là 101 mΩ, nó mang một dây dẫn AWG 16 trên dây dẫn ra 90 mm và một trục 15 mm, và dòng điện không tải đã công bố là 1 A ở 18 V. Đối chiếu với U8 Lite L KV110, mẫu đạt tới một lực đẩy cao hơn một chút từ một thân 282 g, U10 II KV100 đánh đổi 133 g khối lượng và 540 W công suất 180 giây để lấy thêm 11.5 mm đường kính thân, và thân rộng hơn là thuộc tính mà một đế lắp hay một khe hở cánh tay được thiết kế quanh nó.

Nơi các động cơ công nghiệp làm việc

Ba chế độ làm việc dưới đây là những chế độ mà các dữ liệu trong nhóm này thường được chỉ định theo nhất, và mỗi chế độ đọc các cột theo một thứ tự khác nhau. Chúng được mô tả ở đây như những chế độ làm việc chứ không phải những sản phẩm, vì động cơ được chọn sau hồ sơ nhiệm vụ chứ không phải trước nó.

Kiểm tra đường dây điện và tài sản

Một khung bay kiểm tra bay dọc theo một tài sản tuyến tính ở một khoảng cách giữ cố định và giữ vị trí trong khi một cảm biến ghi lại. Chế độ làm việc này gần với bay treo liên tục kèm dịch chuyển chậm, điều đặt điểm giữ vị trí vào trung tâm của bản thông số, và tải trọng thường là một camera được ổn định mà tư thế của nó phải chịu được những cơn gió giật từ các kết cấu đang được kiểm tra. Tổ hợp đó chỉ vào dải giữa của nhóm, nơi chế độ làm việc UAV kiểm tra đặt bộ mẫu riêng của nó, và vào những dữ liệu có điện trở để giữ dòng điện gió giật không trở thành một chi phí nhiệt.

Khảo sát, lập bản đồ và tuần tra an ninh

Một nhiệm vụ khảo sát hoặc tuần tra dành nhiều thời lượng hơn cho bay tới so với một nhiệm vụ kiểm tra, nên chế độ làm việc dịch về đầu hành trình của phong bì bay trong khi vẫn giữ nguyên cách tích hợp tải trọng. Hệ quả là cửa sổ số cell quan trọng hơn ở đây so với con số đỉnh, vì một cửa sổ đã công bố rộng hơn cho phép bộ pin được định cỡ theo thời lượng nhiệm vụ chứ không theo dòng điện cao nhất mà khung bay có thể rút. Các dữ liệu được công bố cho 6-14S và 12-24S trong nhóm này là những mẫu cho khoảng đó, và chế độ làm việc UAV chụp ảnh trên không tập hợp cùng các mẫu đó ở nơi tải trọng là một camera chứ không phải một cảm biến lập bản đồ.

Khung bay nông nghiệp và logistics

Một khung bay nông nghiệp mang một bồn chứa chứ không phải một cảm biến, và tải thay đổi suốt chuyến bay khi bồn rỗng dần, nghĩa là lực đẩy mà các rôto phải tạo ra giảm từ lúc cất cánh đến lúc hạ cánh. Chế độ làm việc vì vậy dồn về phía trước và lặp lại, với yêu cầu lực đẩy cao ở đầu mỗi chuyến xuất kích và thấp hơn ở cuối, và khung bay thường được bay từ mặt đất chưa được dọn. Các dữ liệu được công bố cho cửa sổ bus rộng nhất và công suất 180 giây cao nhất mang kiểu mẫu đó tốt nhất, và chế độ làm việc UAV nông nghiệp liệt kê các mẫu được chỉ định cho nó. Chế độ làm việc UAV thời gian bay dài bao quát cùng những khung bay đó ở nơi yêu cầu là thời lượng chứ không phải tải.

Chọn một Động cơ BLDC cho UAV công nghiệp: Trình tự định cỡ

Trình tự dưới đây biến các mục trên thành ba bước cho một UAV công nghiệp, và thứ tự quan trọng ngang với nội dung. Mỗi bước thu hẹp nhóm trước khi bước tiếp theo được áp dụng, để phép so sánh cuối cùng được thực hiện giữa những dữ liệu đã đủ gần nhau để những khác biệt của chúng trở nên có ý nghĩa.

Cố định chế độ làm việc của nhiệm vụ trước tiên

Ghi nhiệm vụ ra như một hồ sơ chứ không phải một thời lượng: phần chuyến bay dành để giữ vị trí, phần dành cho bay tới, số chuyến xuất kích trong một ngày và tải trọng mà khung bay phải ổn định. Từ hồ sơ đó, lấy dòng điện tại điểm giữ vị trí làm con số mà cuộn dây được định cỡ theo, và coi lực đẩy cần cho việc leo cao như một phép kiểm tra biên chứ không phải cơ sở của lựa chọn. Công suất 180 giây của một phương án sau đó được đọc như một phát biểu về dư địa dưới hồ sơ đó, chứ không phải một định mức để chia cho nhiệm vụ.

Rồi đến phong bì điện và bộ pin

Chọn bus trước KV, vì một con số số cell và một con số KV chỉ có nghĩa là một tốc độ trục khi cả hai được nhân với nhau. Một cửa sổ số cell đã công bố rộng hơn cho khung bay nhiều chỗ hơn để đánh đổi dòng điện lấy khối lượng bộ pin, và các dữ liệu trong nhóm này được công bố cho 6-14S và 12-24S là những mẫu để lại nhiều chỗ nhất. Sau đó đọc cột điện trở đối chiếu với dòng điện mà chế độ làm việc ngụ ý, vì tổn hao chạy suốt cả nhiệm vụ là tổn hao mà bộ pin phải trả liên tục.

Rồi đến kích thước bao, đế lắp và dữ liệu

Khi các phương án điện đã được thu hẹp, các cột cơ khí quyết định phần còn lại: đường kính thân đối chiếu khe hở cánh tay, khối lượng đối chiếu ngân sách tải trọng, và chiều dài cùng tiết diện cáp đối chiếu đường đi dây mà khung bay thực sự cần. Cuối cùng, ghi lại điều mà mỗi dữ liệu để ngỏ. Một dòng liên tục chỉ được công bố cho một phần của nhóm, một kích thước trục được công bố như một giá trị thay vì hai, và một giả định nhiệt thuộc về bàn thử của nhà sản xuất chứ không thuộc về khung bay đều là những câu hỏi dành cho tài liệu của nhà sản xuất, và chúng nên được nêu lên trước khi chế tạo hơn là sau đó.

Các câu hỏi thường gặp

Tài nguyên chính thức

T-Motor công bố một trang sản phẩm chính thức cho mỗi sản phẩm với bảng thông số của nó, và những trang đó vẫn là nguồn thông tin chuẩn cho mọi con số được dẫn trong hướng dẫn này - ví dụ trang sản phẩm U3 KV700, trang sản phẩm U5 KV400, trang sản phẩm P60 Pin KV170, trang sản phẩm P80 III Pin KV100, trang sản phẩm U8 Lite L KV110, trang sản phẩm U10 II KV100, trang sản phẩm MN8017 KV120 và trang sản phẩm U15 II KV80. Cấu hình, điện trở, số cell, lực đẩy, công suất, dòng điện và khối lượng trong bảng trên là những giá trị mà các trang đó công bố cho mỗi mẫu. Một dòng liên tục cho một mẫu mà dữ liệu của nó không mang, một kích thước trục được công bố như một giá trị duy nhất, hay một giả định nhiệt đằng sau một con số 180 giây là câu hỏi dành cho tài liệu của nhà sản xuất chứ không phải một giá trị có thể suy ra từ bảng thông số.

Bước tiếp theo

Để lập danh sách rút gọn thay vì đọc sâu, ba công cụ trên nền tảng làm việc này theo trình tự. Khám phá toàn bộ nhóm Động cơ UAV để xem tám dữ liệu ở đây cùng các mẫu Navigator và nâng hạng nặng, dùng Lựa chọn để thu hẹp theo số cell, khối lượng và công suất đã công bố, rồi đặt các phương án đối chiếu với nhau trong So sánh sản phẩm. Trang ứng dụng UAV công nghiệp chứa cùng chế độ làm việc đó với các thuộc tính lọc riêng của nó, và trang nhà sản xuất T-Motor tập hợp toàn bộ dải sản phẩm đằng sau các dữ liệu này.

Ba bài viết khác mang những phần của chủ đề này mà một chế độ làm việc công nghiệp không giải quyết hết. Động cơ UAV: phối hợp KV, lực đẩy và khối lượng với khung bay bao quát bức tranh động lực bay trên không rộng hơn, kể cả các dữ liệu dòng P và nâng hạng nặng cho những nhiệm vụ nằm ngoài dải công nghiệp được so sánh ở đây. Động cơ BLDC cho UAV thời gian bay dài: hiệu suất, khối lượng và điện áp bus lấy cùng chuỗi cánh quạt, KV và số cell rồi áp dụng nó cho thời lượng như yêu cầu chi phối chứ không phải cho chu kỳ làm việc. Động cơ drone hạng nặng: ba lựa chọn T-Motor từ 2.85 kg đến 101 kg lực đẩy bao quát đầu lực nâng của cùng chế độ làm việc, nơi các khung bay được chỉ định theo lực đẩy duy trì ở quy mô nhiều kilôgam.

Bản tóm gọn: cố định hồ sơ nhiệm vụ trước tiên, vì phần chuyến bay dành để giữ vị trí ấn định dòng điện mà cuộn dây được định cỡ theo; chọn bus trước KV, vì cả hai chỉ có nghĩa là một tốc độ trục khi đi cùng nhau và bus mới là thứ quyết định dòng điện; và đọc cuộn dây đối chiếu với dòng điện giữ vị trí cuối cùng, vì con số công suất 180 giây là một cửa sổ nhiệt chứ không phải một định mức. Trong nhóm này, trình tự đó tách hai dữ liệu dưới 3000 g lực đẩy khỏi ba dữ liệu ở dải giữa, và tách cả hai nhóm đó khỏi hai dữ liệu nặng cùng dữ liệu duy nhất được công bố cho 12-24S, trước khi bất kỳ mẫu riêng lẻ nào được cân đối với mẫu khác.