Động cơ drone VTOL: cân bằng lực đẩy bay treo và hiệu suất hành trình

Một khung bay VTOL yêu cầu cùng một bộ động cơ làm hai nhiệm vụ trái ngược: giữ máy bay trên không khi bay treo, rồi nhường chỗ khi cánh đảm nhiệm việc nâng. Ba chiếc động cơ dòng V của T-Motor hiện được giới thiệu trong nhóm ứng dụng Drone VTOL - V505 KV260, V602 KV180 và V605 KV210 - đều là động cơ nhánh nâng, và trên một cánh quạt lớn quay chậm chúng tạo ra lực đẩy từ 8741 g đến 12761 g từ khối lượng động cơ từ 215 g đến 340 g. Hai cột đó chính là thứ tạo nên một danh sách rút gọn cho nhánh nâng, và chúng không phải là những cột quyết định nhánh hành trình, vốn là một nhiệm vụ khác do một lớp động cơ khác đảm nhiệm. Việc xác định con số nào thuộc về nhánh nào chính là toàn bộ nội dung của việc chọn động cơ drone VTOL.

Trả lời nhanh

Việc chọn lựa chia làm hai vì chuyến bay cũng chia làm hai. Ở nhánh nâng, một động cơ được yêu cầu tạo lực đẩy tối đa ở tốc độ trục thấp trên một cánh quạt lớn, và nó chỉ được yêu cầu mức đầu ra đó khi máy bay đang leo, hạ độ cao hoặc giữ độ cao. Ở nhánh hành trình, cùng chiếc máy bay đó lại cần một mức đầu ra vừa phải được duy trì trong suốt thời gian nhiệm vụ kéo dài. Hai bản yêu cầu đó kéo một động cơ theo hai hướng ngược nhau, nên một danh sách rút gọn cho động cơ drone VTOL thường là hai danh sách rút gọn, và nhánh nâng chính là nhánh mà ba bản ghi này thuộc về.

Với nhánh nâng, ba con số quyết định lựa chọn và chúng quyết định theo thứ tự. Lực đẩy trên cánh quạt lớn nhất mà khung bay có thể mang đến trước, vì nó đặt ra phần khối lượng toàn bộ mà các động cơ nâng có thể giữ. Khối lượng động cơ đến thứ hai, vì mỗi gam động cơ là một gam mà khung bay hoặc phải nâng, hoặc phải đánh đổi từ tải trọng, bộ pin hay kết cấu. Dòng đỉnh đến thứ ba, vì đó là con số mà ESC và bộ pin phải chịu được trong lúc chuyển chế độ và khi gặp gió giật, và nó không phải là con số mà động cơ mang trong phần lớn chuyến bay.

Trong nhóm hiện được giới thiệu ở đây, ba bản ghi tách biệt đúng theo những tiêu chí đó. V505 KV260 là chiếc nhẹ nhất ở 215 g và tạo ra tối đa 8741 g lực đẩy; V605 KV210 là chiếc nặng nhất ở 340 g và tạo ra tối đa 12761 g; V602 KV180 nằm giữa hai chiếc đó ở 300 g và 9749 g, với KV thấp nhất trong nhóm - cuộn dây phù hợp với một cánh quạt rất lớn quay chậm và tải đĩa phải giữ ở mức thấp. Cả ba đều là động cơ 24N28P với trục 6 mm, và cả ba đều được công bố cho bus 12S.

Hai hệ quả kéo theo đối với một danh sách rút gọn động cơ drone VTOL. Con số công suất 180 giây đã công bố được cả ba bản ghi mang, nên cột đó có thể được đọc trên toàn nhóm; dù vậy, cột lực đẩy mới là cột khớp với nhiệm vụ nâng và là cột cần sắp xếp trước tiên. Hệ quả thứ hai là nhánh hành trình của cùng chiếc máy bay đó hoàn toàn không được bản ghi nào trong ba bản ghi này giải quyết, và lớp đảm nhiệm việc đó là chủ đề của phần thứ tư dưới đây.

Vì sao VTOL là bài toán hai chế độ

Một máy bay đa cánh dành toàn bộ chuyến bay ở một chế độ và một mô hình cánh cố định dành toàn bộ chuyến bay ở một chế độ khác, nên mỗi loại có thể được chỉ định theo một điểm làm việc duy nhất. Một khung bay VTOL làm cả hai việc trong cùng một nhiệm vụ, và hai điểm làm việc đó không gần nhau. Pha nâng cần một cánh quạt lớn quay chậm với rất nhiều mô-men phía sau; pha hành trình cần một cánh quạt nhỏ hơn quay nhanh hơn trong thời gian dài ở mức dòng khiêm tốn. Một động cơ được tối ưu cho một trong hai pha, về bản chất, không được tối ưu cho pha kia.

Hai nhiệm vụ, một bộ động cơ

Khung bay có thể giải quyết xung đột theo một trong hai cách: hoặc mang hai bộ động cơ, một để nâng và một để hành trình, hoặc yêu cầu một bộ chấp nhận thỏa hiệp. Cả hai cách bố trí đều tồn tại, và cả hai đều nằm trong cùng một nhóm sản phẩm, đó là lý do các bản ghi được xếp trong nhóm ứng dụng này bao gồm cả những chiếc thuộc lớp nâng và, sâu hơn trong nhóm, những chiếc thuộc lớp cánh cố định. Đọc như một bộ thông số, xung đột hiện rõ trong các cột: các bản ghi nâng dòng V của T-Motor mang số cực cao, thân lớn so với khối lượng và con số lực đẩy được công bố ở mức ga tối đa, trong khi các bản ghi hành trình cánh cố định mang hình dáng ngược lại.

Nhiệm vụ bay treo: lực đẩy được cấp trong thời gian ngắn

Bay treo và phần thẳng đứng của một lần chuyển chế độ là lúc các động cơ nâng mang toàn bộ trọng lượng của máy bay, và cũng là lúc luồng khí qua động cơ kém nhất - không có tốc độ tiến để cấp gió cho cánh quạt, và động cơ thường nằm bên dưới cánh quạt thay vì trong luồng khí sạch. Hệ quả là lực đẩy trên mỗi đơn vị khối lượng động cơ mới là con số quan trọng, và nhu cầu chỉ diễn ra ngắn. Một lần leo kéo dài một hai phút là một bài toán nhiệt rất khác so với một hành trình kéo dài một giờ, và các bản ghi nhánh nâng ở đây được công bố đúng theo cửa sổ ngắn đó thay vì theo một định mức liên tục.

Nhiệm vụ hành trình: hiệu suất ở mức dòng ổn định

Khi cánh đã đảm nhiệm việc nâng máy bay, cánh quạt chỉ còn phải thắng lực cản, vốn chỉ là một phần nhỏ so với công suất mà bay treo đòi hỏi. Thứ thay đổi không phải là độ lớn của yêu cầu mà là thời lượng của nó: dòng hành trình chạy suốt cả nhiệm vụ, nên một tổn thất chỉ tốn một phần nhỏ của dòng đầu vào ở hành trình sẽ tốn phần đó suốt cả chuyến bay. Đó là lý do hai nhánh được chỉ định bằng những cột khác nhau. Lực đẩy quyết định nhánh nâng, và hiệu suất ở mức dòng vừa phải quyết định nhánh hành trình, và một bản ghi đơn lẻ hiếm khi dẫn đầu ở cả hai.

Nhánh nâng: động cơ bay treo tối ưu điều gì

Các bản ghi dòng V của T-Motor trong nhóm này chia sẻ một kiểu kết cấu, và đó không phải là sự ngẫu nhiên từ dụng cụ của một nhà sản xuất. Cả ba đều là máy 24N28P với trục 6 mm và bus 12S đã công bố, và kiểu kết cấu đó xuất phát trực tiếp từ điều mà nhiệm vụ đòi hỏi: tốc độ trục thấp, mô-men cao, một cánh quạt lớn và một đợt ga tối đa ngắn.

KV thấp hơn và cánh quạt đi kèm

KV được ghi theo vòng/phút trên mỗi vôn, nên một giá trị KV thấp nghĩa là tốc độ trục thấp với một điện áp bus cho trước. Một cánh quạt lớn không thể quay nhanh mà đầu cánh không vượt tốc độ âm thanh và hiệu suất không sụp đổ, nên một cánh quạt lớn cần tốc độ trục thấp, và tốc độ trục thấp ở một điện áp hữu ích nghĩa là KV thấp. Ba bản ghi ở đây chạy từ 180 đến 260 KV, một dải hẹp theo tiêu chuẩn của nhóm rộng hơn: các động cơ FPV trong cùng nhóm sản phẩm được công bố ở mức gấp nhiều lần những con số đó. Dải hẹp chính là dấu hiệu của một nhóm đều đã được định cỡ cho cùng một loại cánh quạt.

Cấu hình stator và mô-men mà nó mang lại

Số rãnh và số cực mô tả cách bố trí cuộn dây và nam châm. Một con số cao - 24 rãnh và 28 cực ở đây, so với 12 rãnh và 14 cực trên các bản ghi cánh cố định trong cùng nhóm - tạo ra mô-men mượt hơn ở tốc độ trục thấp, vì mạch từ bước qua nhiều vị trí hơn trong mỗi vòng quay. Mô-men mượt ở tốc độ thấp chính là thứ một cánh quạt lớn trong nhiệm vụ bay treo cần, và đó là lý do số rãnh cực cao trên toàn nhóm nâng chứ không chỉ ở chiếc lớn nhất. Cái giá phải trả là tần số chuyển mạch điện tăng theo tốc độ cơ ở một con số cao hơn, nên thời điểm ESC và tốc độ điện tối đa phải được kiểm tra theo cuộn dây thay vì giả định từ con số cơ.

Dòng đỉnh là con số của nhánh nâng

Dòng đỉnh đã công bố cho ba bản ghi nằm trong khoảng 45 A đến 70 A. Con số đó thuộc về nhánh nâng: đó là dòng mà động cơ hút ở đỉnh đường cong lực đẩy, tức vị trí của một lần leo thẳng đứng và một lần chuyển chế độ. Đó là con số để định cỡ ESC và bộ pin chứ không phải con số mà động cơ được kỳ vọng giữ, và đọc nó như một định mức liên tục là cách phổ biến nhất khiến một hệ truyền động nhánh nâng bị trang bị thiếu. Nhiệm vụ được định nghĩa bởi việc đỉnh đó kéo dài bao lâu, chứ không phải bởi nó cao đến đâu.

Nhánh hành trình là một lớp động cơ khác

Hai nhánh của một nhiệm vụ VTOL là hai bài toán chọn lựa khác nhau, và câu trả lời thực tiễn là ngừng coi chúng như một. Nhánh nâng được phục vụ bởi các bản ghi lớp nâng ở trên. Nhánh hành trình được phục vụ bởi những động cơ được chế tạo cho bay bằng cánh liên tục, mà trên nền tảng này là lớp cánh cố định, và những chiếc đó được xếp trong một nhóm ứng dụng riêng thay vì trong nhóm này.

Lớp cánh cố định là một nhiệm vụ, không phải một thương hiệu

Nhãn đó mô tả điểm làm việc mà một động cơ được quấn dây và đóng vỏ cho nó, chứ không mô tả công ty bán nó. Một động cơ lớp cánh cố định được chỉ định quanh một dòng hành trình duy trì, một tốc độ trục tương đối cao và một cánh quạt nhỏ hơn, mịn hơn; thân và khối lượng của nó được đặt ra bởi nhiệm vụ nhiệt liên tục thay vì bởi một mục tiêu lực đẩy. Đó là một bộ ràng buộc khác so với nhóm nâng, và đó là lý do hai lớp nằm trong hai nhóm ứng dụng khác nhau trên nền tảng này dù một số chiếc trong đó chia sẻ cùng một nhà sản xuất.

Vì sao dòng AT không phải là động cơ nâng VTOL

Dòng AT là lớp cánh cố định trong nhóm sản phẩm này, và các bản ghi của nó được công bố theo một nhiệm vụ hành trình: stator 12N14P trên các thành viên nhỏ hơn, một số cell đã công bố được chọn cho dòng duy trì, và các con số được chọn cho hiệu suất ở tải vừa phải. Đó không phải là động cơ nâng VTOL. Một nhánh nâng cần lực đẩy đỉnh ở tốc độ trục thấp trên một cánh quạt lớn, và đó chính là bản yêu cầu mà ba bản ghi dòng V được chế tạo để đáp ứng; một cuộn dây được định cỡ cho dòng hành trình ổn định lại được định cỡ cho nhu cầu ngược lại. Giữ hai lớp tách biệt chính là điều ngăn một danh sách rút gọn nhánh nâng được dựng từ những con số nhánh hành trình, và cũng là lý do bảng so sánh trong bài này chỉ mang các bản ghi thuộc lớp nâng.

Nơi thông số nhánh nâng ngừng áp dụng

Khi máy bay đã bay bằng cánh, những con số quyết định các động cơ nâng không còn là trục chọn lựa nữa. Lực đẩy ở mức ga tối đa, lực đẩy trên mỗi gam và dòng đỉnh mô tả một pha thẳng đứng kết thúc trong vài phút sau khi cất cánh; với phần nhiệm vụ kéo dài lâu nhất, những con số chi phối là dòng mà cuộn dây mang ở mức ga ổn định, điện trở biến một phần dòng đó thành nhiệt, và khối lượng bộ pin phải mang theo để cấp dòng đó. Một danh sách rút gọn trộn lẫn hai bộ con số không phải là so sánh các phương án thay thế, mà là so sánh hai pha khác nhau của một chuyến bay. Nhánh hành trình được chỉ định theo những tiêu chí riêng của nó trong Động cơ BLDC cho mô hình cánh cố định: khớp KV, cánh quạt và công suất hành trình.

Định cỡ nhánh nâng: KV, đường kính cánh quạt và số cực

Với nhánh nâng, chuỗi chạy từ cánh quạt, rồi đến KV, rồi đến số cell, và mỗi mắt xích ràng buộc mắt tiếp theo. Đọc các bản ghi dòng V của T-Motor theo chuỗi đó chính là điều biến một bảng số thành một danh sách rút gọn.

KV so với đường kính cánh quạt

Một cánh quạt lớn hơn là một đòn bẩy dài hơn trên trục: ở cùng tốc độ trục nó cần nhiều mô-men hơn, và mô-men được tạo ra bởi dòng điện. Vì vậy một cánh quạt lớn, bước lớn trên một động cơ nhỏ có nghĩa là hoặc tốc độ trục thấp hơn, hoặc dòng điện cao hơn, và thường là cả hai. Đó là lý do các bản ghi KV thấp ở đây cũng mang thân lớn hơn so với khối lượng của chúng, và lý do dải KV trong nhóm lại hẹp như vậy. Trong nhóm, V505 KV260 ở 260 KV đạt tốc độ trục cao hơn trên một bus chung so với V602 KV180 ở 180 KV - tỷ lệ giữa hai con số là khoảng 1.44 - khiến bản ghi KV thấp hơn trở thành chiếc phù hợp với cánh quạt lớn hơn, quay chậm hơn.

24N28P và số cực thay đổi điều gì

Một cuộn dây 24N28P cho 14 cặp cực, và tần số điện mà ESC phải chuyển mạch là con số đó nhân với tốc độ cơ. Ở những tốc độ trục thấp mà nhiệm vụ này chạy, tích số đó vẫn khiêm tốn, đó là một phần lý do con số cao này chấp nhận được ở đây; cùng cách bố trí đó trên một chiếc quay nhanh gấp nhiều lần sẽ đẩy tần số chuyển mạch vượt qua mức mà ESC thường được định thời. Cách đọc thực tiễn là số rãnh và số cực cao thuộc về đầu KV thấp, cánh quạt lớn của nhóm chứ không phải là một nâng cấp chung, và ba bản ghi nâng đều nhất quán với điều đó.

Số cell và điện áp mà cuộn dây nhìn thấy

Số cell đặt ra điện áp mà cuộn dây làm việc, và cùng với KV nó đặt ra tốc độ trục không tải. Cả ba bản ghi ở đây đều được công bố cho bus 12S, cách bố trí giữ dòng điện thấp cho một công suất trục cho trước: giữ đầu ra không đổi, điện áp bus cao hơn sẽ hạ dòng mà cuộn dây phải mang, từ đó hạ tổn thất đồng và dòng mà ESC phải cấp. Một nhánh nâng 12S và một nhánh hành trình 12S vì thế là cùng một quyết định điện học đi đến từ hai hướng khác nhau, một vì lực đẩy ở tốc độ thấp và một vì hiệu suất ở tải ổn định.

Lực đẩy trên mỗi gam và khối nhiệt qua các chu kỳ thẳng đứng lặp lại

Nhánh nâng của một bộ động cơ drone VTOL được chỉ định quanh hai đại lượng dễ nhầm lẫn: lực đẩy đỉnh mà một bản ghi có thể tạo ra, và khối lượng công việc nó có thể thực hiện lặp lại mà cuộn dây không vượt quá cấp cách điện của nó. Đại lượng thứ nhất được công bố trực tiếp. Đại lượng thứ hai phải được đọc ra từ khối lượng, điện trở và cửa sổ nhiệm vụ.

Lực đẩy trên mỗi gam của ba bản ghi

Chia lực đẩy tối đa đã công bố cho khối lượng động cơ đã công bố cho một con số duy nhất so sánh ba bản ghi theo đúng tiêu chí mà nhánh nâng quan tâm, và đó là kết quả số học chứ không phải một cột được công bố. V505 KV260 cho 8741 g lực đẩy từ 215 g, tức khoảng 40.7 g trên mỗi gam động cơ; V605 KV210 cho 12761 g từ 340 g, tức khoảng 37.5; V602 KV180 cho 9749 g từ 300 g, tức khoảng 32.5. Độ trải không lớn, và thứ tự không giống thứ tự theo tổng lực đẩy - bản ghi nhẹ nhất dẫn đầu về lực đẩy trên mỗi gam trong khi bản ghi nặng nhất dẫn đầu về lực đẩy tuyệt đối, đó là sự đánh đổi mà người chế tạo đối mặt giữa nâng nhiều hơn và nâng rẻ hơn.

Tổn thất đồng như khối nhiệt

Điện trở trong chính là thứ biến dòng điện thành nhiệt, và ở nhánh nâng dòng điện cao trong suốt những phút động cơ làm việc. Ba bản ghi mang 58 mΩ, 88 mΩ và 48 mΩ, và con số thay đổi theo cuộn dây chứ không theo khối lượng: V602 KV180 là chiếc nặng nhất ở 300 g và mang điện trở cao nhất ở 88 mΩ, trong khi V605 KV210 còn nặng hơn ở 340 g và mang điện trở thấp nhất ở 48 mΩ. Điều mà một nhiệm vụ nâng thực sự cần là đủ khối nhiệt để hấp thụ đợt bùng, vốn là một hàm của stator và vỏ chứ không chỉ của điện trở; điện trở thấp giữ cho tổn thất không bị sinh ra, và phần thân giữ cho phần tổn thất được sinh ra không chạm tới lớp cách điện quá nhanh.

Các chu kỳ thẳng đứng lặp lại và cửa sổ 180 s

Các con số công suất đã công bố cho những bản ghi này là con số 180 giây, và nhánh nâng là nhiệm vụ duy nhất mà cửa sổ đó thực sự đại diện, vì một lần leo thẳng đứng nằm gọn trong đó. Điều mà cửa sổ đó không mô tả là một chuỗi lần leo với khoảng nghỉ ngắn giữa chúng, tức hình dáng của một nhiệm vụ khảo sát hoặc giao hàng được bay từ một loạt điểm treo. Mỗi lần leo tự nó nằm trong cửa sổ, và sự tích lũy qua một chuyến bay mới là thứ mà nhiệt độ cuộn dây theo dõi - đó là một câu hỏi về cách lắp đặt và luồng khí cũng như về động cơ.

Động cơ drone VTOL: ma trận so sánh thông số

Ba bản ghi hiện được xếp trong nhóm ứng dụng Drone VTOL được trình bày dưới đây như một bộ thông số, sắp theo lực đẩy đã công bố để bước từ chiếc nhẹ nhất đến chiếc lớn nhất hiện rõ ngay trong cột đó. Mọi giá trị đều là con số nhà sản xuất công bố cho mẫu đó; không ô nào được ước lượng, và không bản ghi nào mang một giá trị mà bản ghi không có.

Mẫu, cấu hình, điện trở trong, lực đẩy tối đa, công suất tối đa 180 s, khối lượng và kích thước là những giá trị nhà sản xuất công bố cho mỗi bản ghi, sắp theo lực đẩy tối đa. Kích thước được ghi dưới dạng đường kính ngoài nhân chiều dài thân và không tính phần nhô của trục, cáp và đầu nối. Các giá trị được tái hiện đúng như nhà sản xuất công bố thay vì được điền bằng một ước lượng, và con số công suất tối đa 180 giây là một cửa sổ nhiệt chứ không phải định mức liên tục; nó được công bố cho cả ba bản ghi ở đây. Cả ba đều được công bố cho bus LiPo 12S, và các con số lực đẩy tối đa được công bố ở mức ga tối đa trên cánh quạt mà nhà sản xuất chỉ định cho từng mẫu.

Điểm đọc đầu tiên là khối lượng không chạy theo cùng thứ tự với lực đẩy như một danh sách rút gọn có thể giả định. V602 KV180 là bản ghi ở giữa với 300 g và cho lực đẩy thấp nhất trong ba chiếc ở 9749 g, trong khi V505 KV260 là chiếc nhẹ nhất ở 215 g và cho 8741 g - chênh lệch chỉ hơn 10 phần trăm về lực đẩy với cái giá phải trả thêm 85 g khối lượng. V605 KV210 là bản ghi vượt qua 12761 g, và nó làm điều đó từ 340 g, tức cao hơn V602 40 g để đổi lấy một con số lực đẩy cao hơn gần một phần ba.

Điểm đọc thứ hai là hai bản ghi lớn hơn chia sẻ một đường kính thân. V602 KV180 và V605 KV210 đều rộng Ø68.8 mm, và chúng khác nhau 3 mm chiều dài thân - 36.9 mm so với 39.9 mm. Trong 3 mm đó và 40 g đi kèm, điện trở giảm từ 88 mΩ xuống 48 mΩ và lực đẩy tăng từ 9749 g lên 12761 g, đó là thứ mà một stator dài hơn và một mạch nam châm dài hơn mua được trên cùng một đường kính. V505 KV260 là trường hợp ngoại lệ về kích thước chứ không phải về nhiệm vụ: ở Ø55.6 mm nó là một thân nhỏ hơn đáng kể, và 58 mΩ của nó nằm giữa hai chiếc kia.

Đọc ba động cơ V theo nhiệm vụ

Bảng sắp theo lực đẩy, đó là thứ tự đúng cho một danh sách rút gọn và là thứ tự sai để hiểu nhóm này chứa gì. Đọc theo nhiệm vụ mà mỗi bản ghi được chế tạo quanh nó, ba động cơ nâng cho drone VTOL hiện được xếp trong nhóm ứng dụng Drone VTOL chia thành ba vai trò riêng biệt.

V505 KV260: chiếc nâng nhẹ nhất

Chiếc V505 KV260 là bản ghi nhỏ nhất và nhẹ nhất ở đây: 215 g trong kích thước Ø55.6 × 38.9 mm, 260 KV trên bus 12S và 52 A dòng đỉnh đã công bố. Với 8741 g lực đẩy từ 215 g, nó có lực đẩy trên mỗi gam cao nhất trong nhóm ở khoảng 40.7, đó là con số quan trọng trên một khung bay nơi các động cơ nâng được định cỡ theo ngân sách tải trọng. Thân nhỏ hơn chính là sự đánh đổi: ít stator và ít khối nhiệt hơn hai bản ghi kia, phù hợp với một khung bay nhẹ hơn có các pha thẳng đứng ngắn hơn.

V602 KV180: lựa chọn bền lâu KV thấp

Chiếc V602 KV180 mang KV thấp nhất trong nhóm ở 180, chiều dài thân đã công bố lớn nhất trong ba chiếc ở 36.9 mm trên đường kính Ø68.8 mm, và khối lượng 300 g. Với 9749 g lực đẩy, nó có con số tuyệt đối thấp nhất ở đây và với 88 mΩ, nó có điện trở cao nhất, hai điều đó cùng đánh dấu nó là bản ghi được quấn dây cho một cánh quạt lớn quay chậm thay vì cho lực đẩy cao nhất từ một khối lượng cho trước. Đó chính là hình dáng mà một khung bay tầm bay dài muốn ở nhánh nâng của nó: tải đĩa thấp nhất có thể đạt được, với cái giá là một phần lực đẩy trên mỗi gam.

V605 KV210: lực đẩy cao nhất trong nhóm

Chiếc V605 KV210 là bản ghi có lực đẩy cao nhất ở đây với 12761 g, từ 340 g trong kích thước Ø68.8 × 39.9 mm, ở 210 KV và công suất 3200 W đã công bố trong cửa sổ 180 giây. Với 48 mΩ, nó có điện trở thấp nhất trong nhóm và với 70 A, nó có dòng đỉnh đã công bố cao nhất, đó là cặp đôi mà một nhánh nâng nặng thể hiện: cuộn dây được định cỡ để mang dòng mà đầu ra lực đẩy đòi hỏi, và thân dài hơn trên cùng đường kính chính là thứ khiến điều đó khả thi. Con số công suất 180 giây đã công bố của nó là cao nhất trong ba chiếc, và nó mang chiều dài dây dẫn đã công bố là 600 mm.

Chọn động cơ drone VTOL: trình tự định cỡ

Thứ tự dưới đây là thứ tự mà các con số đã công bố trở thành quyết định, vì mỗi bước loại đi những phương án mà một bước sau không thể mang trở lại. Nó được viết cho một danh sách rút gọn nhánh nâng lấy từ ba bản ghi hiện được xếp trong nhóm ứng dụng Drone VTOL, và bản thân trình tự không phụ thuộc vào việc nhóm có những bản ghi nào. Một danh sách rút gọn động cơ drone VTOL bắt đầu ở nhánh nâng và ở lại đó cho đến khi pha thẳng đứng được định cỡ theo những tiêu chí riêng của nó.

Cố định khối lượng toàn bộ và tỷ lệ lực đẩy trên khối lượng trước

Khối lượng toàn bộ đặt ra tổng lực đẩy mà các động cơ nâng phải tạo ra kèm biên dự phòng, và số nhánh nâng đặt ra lực đẩy mà mỗi nhánh phải mang. Khi hai điều đó đã cố định, danh sách rút gọn bị giới hạn bởi cột lực đẩy: V505 KV260 ở 8741 g và V602 KV180 ở 9749 g phục vụ những bố trí nhẹ hơn, còn V605 KV210 ở 12761 g là bản ghi vượt qua được những bố trí nặng hơn. Lực đẩy trên mỗi nhánh, chứ không phải tổng lực đẩy, mới là con số để so sánh, vì đó là con số mà kết cấu nhánh nâng và khoảng sáng cánh quạt phải đáp ứng.

Khớp KV với bus, rồi với cánh quạt

Khi đường kính cánh quạt đã bị giới hạn bởi khung bay, tốc độ trục cần thiết là đã biết, và KV nhân với điện áp bus là thứ tạo ra nó. Bản thân bus cũng là một quyết định, vì nó đặt ra khối lượng bộ pin và định mức ESC: cả ba bản ghi ở đây đều được công bố cho 12S, nên lựa chọn trong nhóm này không phải là về điện áp mà là về KV trong một bus cố định - 180, 210 và 260. KV thấp hơn quay một cánh quạt lớn hơn ở cùng điện áp, và con số thấp nhất trong nhóm thuộc về bản ghi có điện trở cao nhất và lực đẩy trên mỗi gam thấp nhất.

Định cỡ cuộn dây theo dòng bay treo

Dòng mà nhánh nâng hút khi bay treo là dòng mà cuộn dây mang trong đoạn đơn dài nhất của pha thẳng đứng, và là con số mà cột điện trở phải được đọc theo; dòng đỉnh ở mức ga tối đa rất ngắn và bị giới hạn bởi ESC cùng bộ pin chứ không phải bởi cuộn dây. Đây là bước mà cột điện trở quyết định một lựa chọn sát nút: V602 KV180 và V605 KV210 chia sẻ đường kính Ø68.8 mm, và 88 mΩ so với 48 mΩ là khác biệt mà các chu kỳ thẳng đứng lặp lại sẽ nhận ra.

Kiểm tra nhánh hành trình riêng

Danh sách rút gọn nhánh nâng không chuyển sang nhánh hành trình, và coi nó như thể chuyển được chính là sai lầm mà trình tự này được viết ra để ngăn ngừa. Nếu máy bay hành trình bằng một động cơ đẩy riêng, chiếc đó phải được chỉ định theo một dòng duy trì và một cánh quạt nhỏ, nhanh, tức lớp cánh cố định đã mô tả ở trên chứ không phải bất kỳ bản ghi nào trong ba bản ghi của bảng này. Nếu thay vào đó khung bay nghiêng các động cơ nâng về phía trước và hành trình bằng chúng, dải KV phù hợp với bay treo bị yêu cầu phục vụ luôn một chuyến bay tiến nhanh, và sự thỏa hiệp hiện ra dưới dạng một cánh quạt quá thô cho hành trình hoặc một tốc độ trục quá chậm cho cánh.

Ba bước áp cho nhóm này cho ra một danh sách rút gọn chứ không phải một câu trả lời:

1. Khung bay nhẹ với tải trọng vừa phải và các pha thẳng đứng ngắn. V505 KV260 mang lực đẩy trên mỗi gam cao nhất trong nhóm ở 215 g, và là bản ghi để bắt đầu từ đó khi khối lượng là ràng buộc chặt nhất.
2. Khung bay tầm bay dài muốn tải đĩa thấp nhất có thể giữ. V602 KV180 ở 180 KV quay cánh quạt lớn nhất, chậm nhất trong ba chiếc trên cùng bus 12S, với cái giá là lực đẩy thấp nhất và điện trở cao nhất của nhóm.
3. Bố trí nâng nặng cần nhiều lực đẩy nhất từ một nhánh. V605 KV210 là bản ghi ở đây vượt trên 12761 g, và là chiếc mang con số công suất 180 giây đã công bố cao nhất cùng một chiều dài dây dẫn đã công bố để làm việc.

Các câu hỏi thường gặp

Tài nguyên chính thức

T-Motor công bố một trang sản phẩm chính thức cho mỗi chiếc với bảng thông số và dữ liệu thử cánh quạt của nó, và những trang đó vẫn là nguồn thông tin chuẩn cho mọi con số được trích dẫn ở đây - ví dụ trang sản phẩm V505 KV260, trang sản phẩm V602 KV180 và trang sản phẩm V605 KV210. Các con số điện trở, lực đẩy, công suất, khối lượng và kích thước trong bảng trên là những giá trị mà các trang đó công bố, và một cửa sổ nhiệm vụ, một giả định nhiệt hay một khuyến nghị cánh quạt mà một bộ máy phụ thuộc vào là câu hỏi dành cho nhà sản xuất chứ không phải một con số có thể suy ra từ bảng thông số.

Bước tiếp theo

Nếu mục tiêu là thu hẹp lựa chọn thay vì nghiên cứu sâu, ba công cụ trên nền tảng sẽ làm việc này theo trình tự. Khám phá toàn bộ nhóm Động cơ drone để xem ba bản ghi nâng ở đây cùng với các mẫu cánh cố định và FPV trong cùng nhóm, dùng Lựa chọn để thu hẹp theo lực đẩy, khối lượng và số cell, rồi đặt các phương án cạnh nhau trong So sánh sản phẩm. Trang nhóm ứng dụng Drone VTOL lưu cùng ba bản ghi đó với các thuộc tính lọc của chúng.

Hai bài viết khác mang những phần của chủ đề này mà một lựa chọn nhánh nâng không giải quyết hết. Động cơ BLDC cho mô hình cánh cố định: khớp KV, cánh quạt và công suất hành trình trình bày đầy đủ chuỗi nhánh hành trình, từ đường kính cánh quạt đến tốc độ bước đến số cell quyết định câu trả lời, và đó là lớp được nhắc đến trong phần thứ tư ở trên. Động cơ drone: chọn động cơ FPV, cánh cố định và VTOL đặt các lớp nâng, cánh cố định và FPV cạnh nhau trong cùng một nhóm sản phẩm.

Bản tóm gọn cho động cơ drone VTOL: cố định khối lượng toàn bộ và lực đẩy mà mỗi nhánh phải mang trước tiên, vì điều đó giới hạn danh sách rút gọn nhánh nâng trước bất cứ thứ gì khác; khớp KV với bus 12S rồi với đường kính cánh quạt tiếp theo, vì KV thấp chỉ có nghĩa là một cánh quạt lớn khi có một điện áp gắn vào nó; và định cỡ cuộn dây theo dòng bay treo thay vì dòng đỉnh sau cùng, vì dòng đỉnh là một đợt bùng mà ESC và bộ pin phải chịu được chứ không phải một định mức mà động cơ giữ. Áp cho nhóm này, trình tự tách bản ghi 215 g khỏi hai bản ghi Ø68.8 mm trước khi bất kỳ mẫu riêng lẻ nào được đem so với mẫu khác, và nó để nhánh hành trình được chỉ định theo những tiêu chí riêng của nó.