Какие виды дронов существуют? Комплексный анализ из структуры в использование

 

В предыдущей статье мы разобрались с принципом работы двигателей для дронов и причинами того, почему бесщёточные двигатели постоянного тока стали так популярны. Если вы всё ещё не знаете, какой тип двигателя используется в дронах: постоянный или переменный? Рекомендуем сначала прочитать предыдущую статью, которая поможет вам лучше понять следующие ключевые моменты: «Почему для разных полётных задач требуются разные типы двигателей».

 

На рынке представлено множество типов двигателей для дронов: от 2207 до 5315, от 2400 до 380 кВ. Разные параметры означают совершенно разные принципы проектирования и лётные характеристики.

 

Эта статья даст вам полное представление об основных типах двигателей для дронов с учётом трёх аспектов: конструкции, назначения и производительности, а также объединит фактические параметры двигателей с регулируемой скоростью для дронов, чтобы помочь вам сделать более точный выбор.

 

Дроновые двигатели можно разделить на две категории в соответствии с их структурой и принципом работы:

Мастичный мотор

Маточный двигатель является самым ранним широко используемым типом двигателя . его структура содержит углеродные кисти и коммутатор, который механически переключает направление тока, чтобы ротор вращался .

 

Функции:

Простая структура и низкая стоимость;

Цепь движения проста и может быть включена напрямую;

Из -за трения между углеродной кистью и коммутатором срок службы короткий, а техническое обслуживание чаще;

Это шумно во время работы и имеет относительно низкую эффективность;

Подходит для маленьких дронов игрушек или начального уровня с ограниченной производительностью .

 

С развитием технологий доля матовых двигателей на рынке профессиональных беспилотников постепенно заменялась бесщеточными двигателями .

 

Бесщеточный мотор

А Бесщеточный мотор Устраняет часть механической коммутации и использует электронный коммутатор (ESC) для переключения тока, который повышает эффективность, а срок службы . бесщеточные двигатели делятся на два типа в соответствии со структурой ротора:

a . inrunner бесщеточный двигатель

Ротор находится внутри двигателя, а статор снаружи;

Ротор имеет высокую скорость и относительно мал по размеру;

Подходит для небольших беспилотников и некоторых высокоскоростных приложений .

 

b . Outrunner

Ротор обернут вокруг статора и обычно больше по размеру;

Скорость относительно низкая, но выходной крутящий момент большой;

Из-за внешней структуры ротора теплотиссипация лучше, и она подходит для беспилотников, таких как аэрофотосъемка и многопоточные беспилотники, которые требуют высокой стабильности.

 

Перед выбором мотора вы должны понимать, что двигатели дронов не являются «универсальными частями», а скорее специфичными для миссии компоненты . Разные полеты для полетов имеют очень разные требования для двигательной тяги, скорости отклика, выносливости, стабильности и других индикаторов .

 

Мы можем классифицировать «обязанности» дронов двигателей на четыре основных категории:

1. гоночные дроны

Сценарии миссии: гонки, летать по небу, летающий фристайл

 

Моторные функции:

Высокая стоимость KV (1800 ~ 2500 кВ)

Пропеллер небольшого диаметра (в основном 5 дюймов)

Мгновенный ток большой, и скорость быстро изменяется

Мотор легкий и имеет низкую инерцию

 

Цель: достичь максимальной скорости и выполнить интенсивные движения за очень короткое время .

 

2. Стабилизированный беспилотник для аэрофотосъемки

Сценарии миссии: аэрофотоснимка, 3D -моделирование, автоматическое картирование

 

Моторные функции:

Среднее значение кВ (900 ~ 1500 кВ)

Средние лезвия (6-9 дюймов)

Стабильная скорость и низкий шум

Сильная совместимость с антисенгийной структурой PTZ

 

Цель: обеспечить непрерывную и сбалансированную тягу, чтобы обеспечить стабильную картинку и трек .

 

3. промышленная полезная нагрузка о полезной нагрузке

Сценарии миссии: сельскохозяйственное опрыскивание, логистическая транспортировка, материальная подъем

 

Моторные функции:

Низкое значение кВ (300 ~ 600 кВ)

Платформа высокого напряжения (8 с ~ 12 с)

Может быть оснащен лопастями с высоким показателем высокого высоты диаметром (более 13 дюймов)

Рассеяние тепла и прочность на конструкцию приоритет в дизайне

 

Цель: эффективно переносить тяжелые нагрузки и поддерживать производительность в течение длительных периодов времени .

 

4. образовательный/DIY/Multi-Uprope BUE

Сценарии задач: учебные курсы, проверка прототипа, разработка с открытым исходным кодом

 

Моторные функции:

Среднее значение кВ (1100 ~ 1500 кВ)

Легкий в установке, гибкий размер

Совместим с различными пропеллерами, ESCS и платформами управления полетом

 

Цель: Начните быстро, низкий риск и адаптируется к нескольким комбинациям и экспериментальным сценариям .

 

В области двигателей для дронов три фактора: «модель + значение KV + напряжение» - определяют основные характеристики системы питания. По ним можно предварительно оценить, для какого летательного аппарата подходит двигатель: для гонок, аэрофотосъемки или перевозки грузов.

 

Ниже мы рассмотрим в качестве примера серию двигателей для дронов собственной разработки VSD, а также данные реальных испытаний, чтобы показать типичный диапазон параметров и область применения:

Моторная модель	Диапазон значений KV	Рекомендуемое напряжение (ы)	Максимальная мощность (w)	Максимальная тяга (g)	Приложение
5315 Мотор беспилотников	380 кВ	6S ~ 12S	4257W	9034g	Промышленное дрон, несущая нагрузку
4720 мотор беспилотников	420 кВ	6S ~ 8S	3037W	7232g	Средняя и большая платформа для съемки и картирования
3115 Мотор беспилотников	900 /1050 / 1520KV	5S ~ 8S	1617W	4185g	Аэрофотосъемка с аэрофотографической фотографией
2808 Мотор беспилотников	1300 /1500 / 1950KV	6S	1623.5W	2910.4g	Совместим с аэрофотосъемкой или гонками
2812 Мотор беспилотников	900 кВ	6S	1010W	2710g	Стабилизированный аэропоток беспилотник
2807 Дроновой мотор	1350 / 1750KV	4S ~ 6S	1436W	2728.4g	Многоцелевая летающая платформа
2306 Дроновой двигатель	1800 /1960 /2400 кВ	4S ~ 6S	901W	1683g	FPV Racing Drone
2207 Мотор беспилотников	1960 кВ	6S	902.5W	1702.7g	Спид -крест и фристайл

 

Как выбрать значение KV?

Kv (rpm/v) указывает скорость, генерируемую двигателем на вольт напряжения . Общие идеи выбора следующие:

Высокий KV (выше 1800): подходит для высокоскоростного вращения небольших лопастей, быстрый ответ, подходящие для гонок и пересечения .

 

Средний кВ (1000–1500): уравновешивает тягу и выносливость, подходит для стабильного полета, такого как аэрофотосъемка и съемка .

 

Низкий KV (ниже 600): приводит к большим пропеллерам с высоким крутящим моментом, подходящим для сценариев с нагрузкой и дальнего действия .

 

ПРИМЕЧАНИЕ. Более высокое значение KV не означает более сильную тягу . оно должно быть всесторонне сопоставлено со спецификациями лезвия, платформой напряжения и текущей выходной емкостью .

 

С таким большим количеством моделей беспилотников, новички часто запутываются: сколько кВ мне выбрать? Сколько тяги? Сколько батарей мне следует использовать? Как соответствовать пропеллерам?

 

Не волнуйтесь, этот раздел будет использовать простой и практический путь мышления, чтобы заставить вас получить соответствующее моторное решение шаг за шагом от требований к полету . Идея заключается в следующем:

 

Шаг 1: Определите «полный вес» и «цель» самолета

«Первый шаг в выборе двигателя тяги - это знать, что вы собираетесь поднять и что он используется для .»

Общий вес=батарея + контроллер полета + двигатель + рамка + Гимбал/полезная нагрузка

Пример:

Drone FPV 400 ~ 600 г

Аэрофотосъемка многокачественная ≈ 2 ~ 4 кг

Промышленные дроны ≈ 5 ~ 10 кг+

 

Шаг 2: Рассчитайте целевую тягу ➜ Отношение тяги к весу, больше или равно 2: 1

«Общая тяга ваших двигателей должна быть не менее чем вдвое выше веса всей машины .»

Предположим, что вес всей машины составляет 3 кг

Общая цель тяги: 3 кг × 2=6 кг

Если это четырех осевой машины, каждый двигатель должен выходить больше или равный 1500G тяге

 

Шаг 3: Выберите значение KV (комбинируя лезвия пропеллеров и платформу напряжения)

«KV не выше, чем лучше ., он должен соответствовать размеру вашего пропеллера и напряжения батареи .»

Советы:

Значение кВ × напряжение × Постоянная магнитное поле ≈ Скорость нагрузки ➜ Если ваш винт большой, а напряжение высокое, значение KV не может быть слишком высоким .

 

Шаг 4: См. Таблицу параметров двигателя, чтобы найти соответствующие элементы

Сравните листы спецификации двигателя, предоставленные производителем, чтобы найти модели, соответствующие следующим критериям:

Тяга больше или равна вашему целевому значению

Диапазон поддержки напряжения соответствует платформе аккумулятора

Размер и монтажные отверстия в соответствии с вашей структурой полета

Тепло рассеяние/качество материала/кабеля соответствует требованиям долгосрочного полета

 

Шаг 5: Приведите практическое пример

Задача: вы планируете разработать квадрокоптер дрон для аэрофотосъемки . Вес дрона составляет 3 . 2 кг . батарея 6S 22,2 В и оснащена 9- дюймовыми пропеллерами.

 

Процесс отбора:

Цель отношения thrust-to-Weight Target=3.2 кг × 2=6.4 кг ➜ каждый двигатель ≈ 1600G

 

Напряжение=6 S, пропеллер=9 дюймов ➜ Рекомендуемый кв ≈ 900 ~ 1100 кВ

 

Посмотрев таблицу параметров, я обнаружил:

VSD 3115 (900 кВ)

Рекомендуемое напряжение: 6S ~ 8S, максимальная тяга: 4185G ➜ далеко за пределами цели

Умеренный размер, подходящий для 9- дюйм

 

Это завершает выбор!

 

Двигатель - это не просто «источник энергии», приводящий в движение пропеллер, он определяет качество полёта, эффективность и запас прочности дрона. Начиная с начальной точки полёта, необходимо понимать логику соответствия конструкции двигателя, значения KV, напряжения и лопастей, чтобы выбрать систему питания, которая действительно подходит для вашего проекта.

 

В области производства двигателей компания VSD специализируется на проектировании, производстве и оптимизации бесщёточных двигателей для дронов, предлагая услуги для различных сфер применения дронов, включая аэрофотосъёмку, гонки, промышленность, сельское хозяйство и т. д. Мы располагаем полным спектром возможностей для исследований и разработок, а также системами контроля качества, и можем обеспечить полную поддержку процесса - от стандартных моделей до разработки по индивидуальному заказу.

 

Мы предлагаем:

Бесщеточные моторные продукты с различными характеристиками KV, напряжения и размерами;

 

Предложения по сопоставлению системы для пропеллера Motor + ESC +;

 

Данные теста на реальные тяги, чертежи CAD и поддержка технических параметров;

 

OEM / ODM Индивидуальные услуги для удовлетворения персонализированных потребностей различных приложений .

 

Если вы ищете высокопроизводительные, стабильные и надежные двигатели для беспилотных летательных аппаратов, пожалуйста, свяжитесь с нашей инженерной командой ., мы готовы работать с вами, чтобы сделать опыт полета дальше, более стабильный и более безопасный .