Kako delujejo brezpilotni motorji? DC ali AC?

 

Z razvojem gospodarstva, ki se osredotoča na nizke nadmorske višine, se droni iz igrač za navdušence spreminjajo v osnovno opremo za profesionalno uporabo. Letajo nad kmetijskimi zemljišči, kjer škropijo pesticide; potujejo skozi mesta, da dostavljajo ekspresne pošiljke; gredo globoko v rudnike, gozdove in območja katastrof ter prevzemajo vse več industrijskih in javnih nalog.

 

Za vsem tem stoji ključno jedro moči, ki določa učinkovitost, stabilnost in življenjsko dobo leta – to je motor. Poganja lopatice, ki se vrtijo z veliko hitrostjo, kar zagotavlja vzgonsko in krmilno silo, kar dronu omogoča, da resnično "leti".

 

Kako torej deluje motor drona? Ali uporablja enosmerni ali izmenični tok? Ta članek bo začel z osnovnimi načeli, vam pomagal razumeti mehanizem delovanja motorja in pojasnil, zakaj se skoraj vsi droni odločajo za brezkrtačne enosmerne motorje.

 

Osnovna naloga motorjev dronov je pretvorba električne energije v bateriji v mehansko energijo za pogon propelerja, ki se vrti z veliko hitrostjo in ustvarja vzgon in potisk. Trenutno večina dronov uporablja brezkrtačne enosmerne motorje (BLDC), ki se pogosto uporabljajo v civilnih in komercialnih dronih zaradi njihove visoke učinkovitosti, nizkega hrupa in nizkih stroškov vzdrževanja.

 

1. Struktura brezkrtačnega motorja drona

Tipični brezkrtačni motor drona je sestavljen predvsem iz naslednjih delov:

Stator: Je fiksen in ima v notranjosti navite trifazne elektromagnetne tuljave.

Rotor: Vrti se z elektromagnetnim poljem in je običajno opremljen s trajnimi magneti;

Elektronski regulator hitrosti (ESC): Elektronski regulator hitrosti, ki se uporablja za nadzor smeri toka za doseganje natančne regulacije hitrosti in zagona.

 

2. Načelo delovanja: elektromagnetni pogon + elektronsko krmiljenje

Načelo delovanja brezkrtačnih motorjev temelji na elektromagnetni indukciji:

Baterija napaja ESC;

ESC periodično preklaplja zaporedje napajanja statorskih tuljav glede na krmilni signal;

Ko je tuljava pod napetostjo, se tvori vrteče se magnetno polje, ki privlači ali odbija trajne magnete na rotorju;

Rotor se vrti skupaj z magnetnim poljem, kar poganja gred motorja in lopatice, s čimer ustvarja vzgon;

Celoten postopek ne zahteva mehanskih ščetk in se za doseganje vrtenja zanaša na elektronski nadzor, kar je učinkovitejše in manj nagnjeno k obrabi.

 

3. Zakaj je pomembna brezkrtačna zasnova?

V primerjavi s tradicionalnimi krtačnimi motorji brezkrtačni motorji odpravljajo oglene ščetke in strukturo komutatorja, kar prinaša več ključnih prednosti:

Dalša življenjska doba: brez mehanskih kontaktnih delov, kar zmanjšuje obrabo;

Višja učinkovitost: manjša izguba energije in hitrejši odziv;

Nizek hrup: postopek delovanja je tih in gladek;

Lažje vzdrževanje: ni treba redno menjati oglenih ščetk ali čistiti ostružkov ščetk.

 

To je vprašanje, ki si ga pogosto zastavi veliko začetnikov ali novih uporabnikov v industriji: "Ali je motor drona enosmerni ali izmenični?"

 

Jasen odgovor: Mainstream Droni uporabljajo brezkrtačne DC motorje (BLDC)

Trenutno je opremljenih več kot 95% več rotorskih brezpilotnih letal in fiksnih kril na trgu brezkrtačni DC motorji (BLDC), namesto tradicionalnih izmeničnih motorjev (AC Motors) .

Opomba: Nekateri poceni igralni stroji in eksperimentalne platforme lahko še vedno uporabljajo krtačne motorje ali druge vrste, zato se izjava "100 %" ne uporablja.

 

Čeprav ima ta motor v svojem imenu "DC", je njegov način pogona bolj podoben "simuliranemu izmeničnemu toku": kot energijo uporablja enosmerni vir napajanja (kot je litijeva baterija) in uporablja elektronski regulator hitrosti (ESC) za pretvorbo enosmernega toka v trifazni tok, ki se zaporedno preklaplja, s čimer se tvori vrteče magnetno polje za pogon rotorja.

Opomba: Čeprav pravimo "simulirani izmenični tok", brezkrtačni enosmerni motor (BLDC) ne uporablja pravega izmeničnega toka. Uporablja elektronski regulator hitrosti (ESC) za preklapljanje smeri in zaporedja toka v treh sklopih tuljav, ki se nato tvorijo neprekinjeno vrteče se magnetno polje in s tem poganjajo rotor. Vir energije je v bistvu enosmerni tok, zato je razvrščen kot "enosmerni motor".

 

Zakaj ne bi uporabljali izmeničnih motorjev

Čeprav so izmenični motorji (kot so indukcijski motorji in sinhroni motorji) zelo pogosti v industrijskih scenarijih, niso primerni za uporabo v dronih iz naslednjih razlogov:

Primerjalne dimenzije	DC brezkrtačni motor (BLDC)	AC motor
Ujemanje napajanja	Neposredno se prilagodite sistemom za napajanje DC, kot so litijeve baterije	Zahteva izmenično napajanje ali pretvornik, slaba prenosljivost
Volumetrična teža	Majhne in lahke, primerne za letenje	Običajno velik in težka
Nadzor hitrosti	Enostavno natančno nadzorovati hitrost in smer	Kontrola je zapletena in hitrost odziva je počasna
Energetska učinkovitost in nastajanje toplote	Visoka učinkovitost, nizka nastajanje toplote	Relativno nizka energetska učinkovitost in zahteve glede disipacije z visoko toploto
Scenarij prijave	Droni, električna orodja, oprema modela itd. .	Industrijska oprema, domači aparati, fiksne priložnosti

 

BLDC je primernejša "DC rešitev" za drone

Uporabite baterije ➜ Vir energije je DC

Uporaba esc ➜ Control Logic je zelo digitalna

Način delovanja ➜ Simulirajte trifazno komutacijo, vendar je bistvo še vedno DC sistem

Zato je od metode napajanja, nadzora do scenarija uporabe, brezkrtačni DC motor nedvomno najprimernejši tip motorja za platforme za letale UAV .

 

V tem članku ste izvedeli, da je brezkrtačni enosmerni motor (BLDC) najbolj razširjen in optimalen sistem napajanja za trenutne platforme dronov, s številnimi prednostmi, kot so visoka učinkovitost, dolga življenjska doba in nizek hrup.

 

Če iščete motor z visoko zmogljivostjo, visoko zanesljivostjo in prilagodljivostjo različnim scenarijem letenja, bo serija motorjev za drone VSD idealna izbira.

 

Osredotočamo se na raziskave, razvoj in proizvodnjo visokozmogljivih brezkrtačnih motorjev z zunanjim rotorjem. Naši izdelki se pogosto uporabljajo v dirkalnih dronih, večrotorskih platformah za zračno fotografiranje, industrijskih geodetskih in inšpekcijskih dronih itd. Ključne prednosti vključujejo:

Pokritost celotnega napetostnega razpona: podpira več napetostnih platform od 4S do 12S;

 

Bogate vrednosti KV: od 380KV do 2400KV, pri čemer se upošteva tako vzdržljivost kot tudi sunek;

 

Zasnova z visokim razmerjem potiska in teže: Največji potisk lahko doseže 9 kg, kar izpolnjuje zahteve scenarijev velike obremenitve;

 

Celovite podporne rešitve: Zagotavljanje predlogov za izbiro ESC, podpornih testnih podatkov in tehnične podpore za priklop;

 

Prilagoditev podpore: OEM/ODM storitev za prilagoditev vaši strukturi, parametrom in zahtevam glede zmogljivosti.

 

Priporočilo VSD priljubljenega motorja

Model	KV vrednost vrednosti	Največja moč	Največji potisk	Tipični scenariji aplikacije
5315 Droni motor	380kV	4257W	9034g	UAV z večkratnimi industrijami v industrijskem razredu
4720 Drone motor	420KV	3037W	7232g	Platforma za večkratno fotografijo in komercialno anketiranje in komercialno preslikavo
3115 Droni motor	900–1520kV	1617W	4185g	Srednje veliko zračne fotografije in prilagodljiva leteča platforma
2306 Drone motor	1800–2400kV	901W	1683g	Tekaške drone, lahki dirkalni brezpilotni letali
2808 Drone motor	1300–1950kV	1623.5W	2910g	Platforma za več rotorične letala/tekmovalne zrakoplove
2207 Drone motor	1960KV	902W	1702g	FPV drone dirke
2812 Drone motor	900kV	1010W	2710g	Srednja obremenitev UAV, platforma z nizkim hrupom zraka
2807 Drone motor	1350–1750kV	1436W	2728g	Večnamenska majhna leteča ploščad

Za podrobne priročnike za izdelke, poročila o testih ali podporo za tehnične parametre nas kontaktirajte. VSD nudi storitve preverjanja vzorcev in profesionalno tehnično priklopno postajo, ki bo vašemu projektu z dronom pomagala hitro pristati.