Como calcular o motor do motor do drone passo a passo guia

 

Em nossos artigos anteriores, mencionamos repetidamente que o motor é o sistema de energia do drone, que determina se o drone pode voar, quão estável é no ar, se ele pode ter peso e quanto tempo ele pode voar .Que motor DC sem escova (BLDC) é, Como funcionam os motores de drones, eComo escolher diferentes tipos de motores de drones ...

 

Agora, é hora de dar uma olhada mais de perto em outro parâmetro -chave: Thrust .

 

O impulso determina se um drone pode decolar e pairar, e também determina se você pode montar câmeras, módulos de mapeamento, carga de carga e outros equipamentos de missão .

 

Impulso insuficiente → não pode voar; Muito impulso → resíduos de energia e diminui a resistência .

Somente com impulso apropriado o motor, a hélice, o controlador de velocidade elétrica e a bateria formar um sistema estável e eficiente .

 

Na seção a seguir, ensinaremos as principais idéias de avaliação de empuxo passo a passo, desde a definição de impulso, cálculo da potência motora, recomendações de relação de peso a peso, até os métodos de correspondência ESC .

 

Na física, o impulso é a força que empurra um objeto para a frente ou para cima, e sua unidade é geralmente newton (n) ou grama (g)/quilograma (kg) . na indústria de drones, mais frequentemente usamos "grama" ou "quilogramas" para medir o empurrão do motor, que reflete diretamente o peso "

 

1. definição básica de impulso

Impulso=motor + hélice para cima Força em um determinado poder de entrada

 

Por exemplo:

Se um motor produzir 1000g de impulso, significa que ele pode "levantar" um peso inferior a 1 kg em condições estáticas .

 

O impulso de cada motor de um quadcopter é de 1000g e o impulso total é de 4000g (4kg), que pode teoricamente suportar um peso máximo de decolagem de 2kg (relação de empuxo-peso de 2: 1) .

Este valor está diretamente relacionado à "capacidade de decolagem" da aeronave e "capacidade de carga" .

 

2. empuxo estático vs impulso dinâmico

Em aplicações práticas, geralmente distinguimos entre impulso estático e impulso dinâmico:

tipo	Definição	Método de teste
Impulso estático	O impulso gerado pela hélice do motor + no ar parado	Colocado na plataforma de teste de impulso
Impulso dinâmico	O impulso que a hélice do motor + pode fornecer em voo/movimento	Túnel de vento ou medição aérea (mais complexa)

O valor do impulso do motor sobre o qual costumamos falar geralmente se refere ao "impulso estático", que também é os dados padrão testados e publicados por fabricantes de motor .

 

3. taxa de empuxo / peso: um indicador de chave para selecionar um motor

Razão de empuxo-peso=O peso total ÷ peso de decolagem, é um indicador importante para avaliar o desempenho do voo:

Uso de vôo	Razão recomendada de empuxo / peso	ilustrar
Fotografia aérea/drone de mapeamento	2:01	Garanta que pairam e estabilidade de carga
Operações de reconhecimento industrial/Highland	2.5:1 ~ 3:1	Melhore a redundância para lidar com as mudanças na pressão do ar/ambiente
Racing FPV Drone	4:1 ~ 6:1	Aceleração rápida e manobras intensas exigem uma alta proporção de empuxo-peso

Por exemplo, para um drone de fotografia aérea com um peso de decolagem de 1500g, o impulso total recomendado é de cerca de 3000g, o que significa que você precisa escolher uma solução em que cada motor possa fornecer pelo menos 750g de impulso estático .

 

Para entender o mecanismo da geração de impulso motor, você deve entender um relacionamento físico básico:

Energia motora (w)=tensão (v) × corrente (a)

 

A geração de impulso é essencialmente que, depois que o motor consome uma certa quantidade de energia elétrica, ele acelera o ar para baixo através da hélice, gerando assim uma força de reação ascendente . quanto maior o impulso, maior o consumo de energia, maior a corrente e, quanto mais acelerada .}}

 

1. a influência da tensão, corrente e poder no impulso

parâmetro	Declaração de impacto
Tensão (V)	Quanto maior a tensão, maior a potência quando a corrente é a mesma→ mais adequado para grandes plataformas de impulso
Atual (a)	Indica a intensidade de carga atual do motor . quanto maior a carga, mais energia ele consome e maior o aumento da temperatura . precisa ser correspondente a ESC suficiente .
Poder (W)	Quanto maior o poder, maior o impulso em teoria, mas tenha cuidado se ele exceder os limites do motor e ESC .

 

O aprimoramento do impulso não pode ser alcançado simplesmente aumentando um único parâmetro ., por exemplo, simplesmente aumentar a tensão ou a corrente pode causar superaquecimento, queima de escudes, queda de tensão da bateria ou mesmo perda de controle de vôo .

 

2. A relação entre valor e impulso KV: não se confunda com "alta velocidade"

O valor de KV (rpm/v) indica a velocidade que o motor pode atingir quando o motor está sob condição sem carga e a tensão de entrada é 1V ., por exemplo, para um motor 1 000 kv, a velocidade teórica é de 10.000 rpm na tensão de 10V.}}}}

 

Valor KV alto: alta velocidade, mas baixo torque, adequado para pequenas hélices, cargas leves e cenários de corrida;

 

Valor KV baixo: baixa velocidade, mas alta torque, adequado para hélices grandes, plataformas de grande impulso e porte de carga .

Equívoco: um KV mais alto não significa necessariamente maior impulso . O impulso real depende da potência e da eficiência que o motor pode emitir continuamente sob uma determinada carga (hélice) .}

 

3. Exemplo de análise: diferenças de impulso de diferentes kvs na mesma plataforma

Tome dois motores VSD como exemplo:

modelo	Valor kv	Faixa de tensão	Potência máxima	Impulso máximo	aplicativo
2306	2400kV	6S	901W	1683g	Máquina de corrida de FPV
3115	900kV	6S~8S	1617W	4185g	Fotografia aérea multi-rotor

 

Com a mesma tensão 6S, embora o 2306 tenha uma alta velocidade, seu impulso é obviamente menor que o do 3115., essa é a melhor explicação de que o valor de KV não é proporcional ao impulso .

 

O cálculo do impulso motor não é tão "metafísico" como muitas pessoas pensam ., mesmo que você não tenha equipamentos de teste sofisticados, desde que domine a lógica básica, os dados de referência e as estimativas razoáveis, você pode fazer um julgamento preliminar sobre se um motor é adequado para o seu projeto de drone.}}}}}

 

Ensinamos você em três níveis:

1. Método de estimativa da razão de empuxo-peso (aplicável à maioria dos cenários de aplicação)

Esta é a base mais comum e prática para a seleção:

IMPOSTO TOTAL RECOMENDADO=Peso de decolagem × Razão de empuxo / peso recomendado

Tipo de vôo	Razão recomendada de empuxo / peso
Fotografia aérea/mapeamento	2:01
Investigação de Carga/Industrial	2.5–3:1
Correndo	4–6:1

 

exemplo:

Você vai montar um drone quadcopter para fotografia aérea . seu peso de decolagem quando totalmente carregado é 2 . 2 kg.

A relação de empuxo / peso recomendada é 2: 1, então você precisa de um impulso total maior ou igual a 4 . 4kg (4400g).

Então o impulso mínimo de cada motor deve ser: 1100G .

 

2. Método de comparação de tabela (aplicável quando houver dados de teste do fabricante)

Se você escolher um motor com dados de teste detalhados, como a série VSD, poderá consultar diretamente seus parâmetros máximos de impulso estático e compará -los com suas necessidades .

Modelo do motor	Tensão recomendada	Impulso máximo	Carga máxima recomendada (relação de empuxo / peso 2: 1)
3115	6S–8S	4185g	Menor ou igual a2,1 kg
2808	6S	2910g	Menor ou igual a1,45 kg
2306	6S	1683g	Menor ou igual a0,8 kg

 

Dessa forma, você pode filtrar rapidamente o intervalo de motores que atendem aos requisitos de carga de toda a máquina .

 

3. Método de cálculo manual (para estimativa detalhada ou usuários de bricolage)

Se você é muito sensível aos parâmetros ou não possui dados de impulso pronto, também pode estimá -los com base no seguinte relacionamento:

(1) Estimativa do método de potência:

Impulso teórico ≈ c × √ (potência × diâmetro da hélice)

Onde C é um coeficiente empírico, geralmente variando de cerca de 6 a 9. quanto maior a hélice, maior a eficiência .

 

Exemplo: você estima que a energia motora máxima seja 1600W com uma hélice 13- polegada .

O impulso estimado é ≈ 7 × √ (1600 × 13) ≈ 7 × √20800 ≈ 7 × 144 ≈ 1008g

 

Este método é adequado para estimativa aproximada e o impulso real ainda precisa ser baseado em medições reais .

 

Depois de determinar o modelo de impulso e o motor necessário, a próxima etapa é considerar a correspondência do sistema de suporte, especialmente a ESC e a bateria . se a corrente ESC for insuficiente e a saída da bateria for instável, o sistema não funcionará de forma estável, mesmo que o impulso seja suficiente .}

 

Aqui estão três princípios principais de correspondência:

1. ESC A corrente deve ser maior que a corrente do motor máximo

A classificação de corrente ESC deve exceder a corrente contínua máxima do motor por um fator de 1,2 a 1,5

 

Conselho Prático: Escolha um ESC que seja 20-50% maior que a corrente máxima do motor

 

exemplo:

VSD 3115 Motor, a corrente máxima é de cerca de 50a

→ Corrente ESC recomendada maior ou igual a 60a

 

VSD 2306 Motor, a corrente máxima é de cerca de 35a

→ Corrente ESC recomendada maior ou igual a 45a

 

Nota: Embora escolher um ESC que seja muito grande seja seguro, também pode aumentar o consumo de peso e energia, resultando em resíduos de eficiência .

 

2. A tensão da bateria deve corresponder ao valor do motor KV e ao ambiente de uso

O valor de KV determina quantas baterias S você deve usar (1s=3.7 v) . escolhendo a tensão de bateria errada resultará em impulso ou sobrecarga insuficientes e esgotamento .

Faixa KV	Número da bateria recomendado	Sugestões de aplicativos
800–1000KV	6S ~ 8S	Fotografia aérea/levantamento médio e em larga escala
1300–1500kV	4S ~ 6S	Plataforma multi-rotor
1800kV e acima	4S ~ 6S	FPV Racing, aeronave leve

 

exemplo:

VSD 4720 Motor, 420kV → 6s ~ 8s recomendado

VSD 2808 Motor, 1500kV → 6s recomendado

VSD 2306 Motor, 2400kV → 4s ou 6s recomendado (dependendo dos requisitos da tarefa)

 

3. O tamanho da hélice afeta a eficiência do impulso e a carga do sistema

Quanto maior o tamanho da hélice, maior o torque e o impulso, mas maior o ônus do ESC e do motor . é recomendável escolher uma combinação de tipo de hélice razoável com base nos dados de teste fornecidos pelo fabricante .

 

Combinado com casos de motor VSD, complete rapidamente a seleção do sistema de impulso e suporte

Nas seções anteriores, explicamos a definição de impulso, método de cálculo, relação de corrente de tensão e como selecionar ESC e bateria . agora, usaremos os dados reais dos motores de drones VSD para mostrar uma lógica de seleção prática .}

 

A seguir, são apresentados alguns modelos típicos de sugestões de seleção correspondentes, adequadas para diferentes cenários de voo, desde drones leves de cross-country a grandes multi-rotores:

Modelo do motor	Valor kv	Recomendações de tensão	Impulso máximo	Lâminas recomendadas de hélice	Corrente ESC recomendada	Cenários aplicáveis
2306 Motor do drone	1800–2400kV	4S~6S	1683g	5×4.3×3 hélice de três lâminas	Maior ou igual a40A	FPV Racing/ Drone
2808 Motor do drone	1300–1950kV	6S	2910g	7-9 hélice polegada	Maior ou igual a45A	Racing média/ multirotor de pequena carga
2207 Motor de drone	1960KV	6S	1702g	Hélice de 5 polegadas	Maior ou igual a40A	Drone de corrida
3115 Motor do drone	900–1520kV	6S~8S	4185g	13×6.5 Hélice	Maior ou igual a60A	Drones de fotografia aérea/reconhecimento
2812 Motor do drone	900kV	6S	2710g	10-12 hélice polegada	Maior ou igual a50A	Plataforma de fotografia aérea de carga média/vôo industrial
2807 Motor do drone	1350–1750kV	4S~6S	2728g	6-8 hélice polegada	Maior ou igual a50A	Alta manobrabilidade plataforma multirotor / flexível
4720 Motor de drone	420kV	6S~8S	7232g	15×7×3 ou 13×9×3	Maior ou igual a80~100A	Pesquisa Aérea/Plataforma Aérea Média e Grande
5315 Motor do drone	380kv	6S~12S	9034g	18×5.5 Hélice	Maior ou igual a100A	Plataforma de drone/entrega de carga de grau industrial

 

NOTA: O valor de corrente ESC na tabela é recomendado para ser maior ou igual à corrente máxima do motor × 1 . 2 ~ 1.5. O tamanho do hélice é recomendado com base na eficiência do teste .. A seleção real deve ser fina com base na carga, tempo de voo e estrutura do corpo.

 

Lembrete de dicas de seleção:

 

Se você estiver preocupado com a duração da bateria, deve priorizar a combinação baixa de hélice KV + grande;

 

Se você estiver procurando por poder explosivo ou resposta às corridas, a escolha de KV + pequena hélice será mais ágil;

 

Recomenda-se usar baterias de alta taxa C para evitar gargalos atuais que afetam o desempenho do impulso .

 

O ESC precisa ter corrente suficiente para impedir que a queimar devido à carga pesada de longo prazo .

 

Na VSD, fornecemos dados de teste completos e recomendações de suporte para cada modelo para ajudá -lo a preencher rapidamente a seleção do sistema de energia e reduzir os custos de tentativa e erro .

 

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