Analiza detaliată a constrângerilor

1. Tensiune (V) și motor KV Rating

Aceasta reprezintă cea mai directă și critică constrângere.

Evaluarea motorului KV: indică creșterea vitezei fără-sarcină la creșterea de 1V a tensiunii. De exemplu, un motor de 1000KV care funcționează la 12V va atinge o turație în gol de aproximativ 1000 × 12=12000 RPM.

Tensiunea bateriei: de obicei indicată prin valori „S” (1S=3.7V, 2S=7.4V și așa mai departe)

Relaţie:

Viteza reală a motorului ≈ Tensiunea bateriei × Valoarea KV a motorului

Motor KV ridicat + baterie de înaltă tensiune:Această combinație are ca rezultat viteze extrem de mari ale motorului și solicitări substanțiale de curent, depășind cu ușurință limitele de descărcare atât ale bateriei, cât și ale ESC, ducând la ardere.

Motor KV scăzut + baterie de joasă tensiune: Această combinație produce o viteză insuficientă a motorului, nereușind să genereze o forță adecvată. Este posibil ca drona să nu poată decolare sau să prezinte o manevrabilitate slabă

.

Ghid de potrivire:

Producătorii de motoare specifică de obicei un interval de tensiune recomandat. De exemplu, un motor marcat „Potrivit pentru 4-6S” ar trebui să fie asociat cu baterii de la 4S (14,8V) la 6S (22,2V). Pentru cerințe de putere echivalente, o combinație de-tensiune înaltă, joasă-KV funcționează în general mai eficient decât o configurație de joasă-tensiune, KV ridicat, deoarece atrage curenți mai mici, reducând pierderile prin cablu și generarea de căldură.

2. Capacitatea de descărcare a bateriei (C-evaluare)VS.Cererea curentă a sistemului

Aceasta se referă la compromisul-entre „capacitatea de explozie” a unui tren de putere-și siguranța operațională.

Curentul maxim al sistemului: Curentul de vârf absorbit de o singură combinație de motor/elice la accelerație maximă. Curent total=Curentul unui singur motor × Număr de motoare.

Curent maxim de descărcare continuă=Capacitatea bateriei (Ah) × Rata de descărcare (C). De exemplu, o baterie de 5000mAh (5Ah) 30C are un curent maxim de descărcare continuă de 5 × 30=150A.

Constrângere:

Curentul maxim de descărcare al bateriei Mai mare sau egal cu Curentul maxim total al tuturor motoarelor

Dacă evaluarea C-bateria este insuficientă: atunci când drona necesită o forță mare (de exemplu, ascensiune rapidă, zbor cu viteză mare-), bateria nu poate furniza suficient curent, ceea ce face ca tensiunea de ieșire să scadă brusc (cunoscută sub numele de „cădere de tensiune”). Aceasta are ca rezultat:

Putere insuficientă, ceea ce duce la o performanță de zbor degradată.

Repornirea controlerului de zbor sau pierderea controlului, care poate cauza o prăbușire.

Umflarea bateriei, deteriorarea sau chiar incendiul din cauza descărcării excesive.

Baterii cu rata C-excesiv de mare: deși oferă marje de siguranță mai mari, acestea implică de obicei o greutate mai mare și costuri mai mari. Trebuie găsit un echilibru între acești factori.

3. Capacitate/Greutate baterieVSDurata/eficiența zborului

Acesta reprezintă schimbul{0}}perpetuu în ceea ce privește rezistența.

Densitatea energiei: o capacitate mai mare a bateriei stochează mai multă energie, prelungind, teoretic, durata zborului.

Compensație cu greutate-: bateriile cu capacitate{{1} mai mare sunt invariabil mai grele.

Relație de constrângere:

Timp de zbor ∝ Capacitatea bateriei / (Puterea totală a sistemului + creșterea puterii datorită greutății suplimentare)

Acest lucru exemplifică randamente descrescătoare:

Instalezi o baterie cu o capacitate cu 50% mai mare.

Această baterie este, de asemenea, cu 50% mai grea.

Pentru a compensa această greutate suplimentară, motorul trebuie să consume mai multă putere pentru a menține zborul.

În cele din urmă, creșterea timpului de zbor este cu mult sub 50% și poate chiar să scadă din cauza greutății excesive a bateriei.

Prin urmare, atunci când selectați capacitatea bateriei, trebuie să luați în considerare impactul greutății acesteia asupra raportului tracțiune-la-greutate și eficiența motorului aeronavei. Soluția optimă constă în găsirea celui mai bun echilibru între densitatea energetică și greutate.

4. Platformă de eficiență

Eficiența motorului variază în funcție de diferite viteze de rotație și sarcini. Are o „gamă de eficiență maximă”.

Funcția bateriei: Pentru a furniza o tensiune adecvată, care să permită motorului să funcționeze cu precizie în intervalul său de eficiență maximă în timpul aplicațiilor obișnuite ale accelerației (de exemplu, volan, croazieră).

Constrângeri: Selecția necorespunzătoare a tensiunii bateriei poate face ca motoarele să funcționeze cu o eficiență scăzută în timpul plutirii, transformând energia electrică substanțială în căldură, mai degrabă decât în ​​forță, reducând astfel drastic durata zborului.

II. Exemple practice de schimb-

Drone de curse FPV:

Obiectiv: raportul maxim de tracțiune-la-greutate și manevrabilitate.

Selecție: utilizează în mod obișnuit motoare cu -KV înalte (de exemplu, 2000KV+) asociate cu baterii 4S sau 6S cu capacitate-C, medie-(de exemplu, 1300-1800mAh) 4S sau 6S. Sacrifică rezistența pentru puterea explozivă.

Drones de fotografiere aeriană:

Obiectiv: anduranță extinsă și stabilitate de zbor.

Alegere: utilizează de obicei motoare cu -KV scăzut (de exemplu, câteva sute de KV) asociate cu baterii de înaltă-tensiune (6S), de-capacitate mare (de exemplu, 5000mAh+) cu densitate mare de energie. Această abordare de înaltă-tensiune și curent scăzut-îmbunătățește eficiența generală, prelungind astfel durata zborului.

Drones ușoare/de nivel de intrare{0}}:

Obiectiv: Controlul costurilor și funcționarea simplificată.

Selecție: utilizați baterii de -tensiune joasă (2S-3S) asociate cu motoare KV medii-înalte corespunzătoare. Puterea sistemului și cerințele de curent sunt relativ scăzute, impunând cerințe mai puțin stricte asupra bateriei și ESC.

Relația de interdependență dintre bateriile dronei și motoare constituie în mod fundamental o provocare de proiectare colaborativă între sistemul energetic și sistemul de propulsie.