دليل كامل لمحركات الطائرات بدون طيار: الأنواع ، العمر ، الاختيار والأسئلة الشائعة
ترك رسالة
هل محرك الطائرات بدون طيار AC أم العاصمة؟
هذا هو السؤال الأول الذي يواجهه العديد من المبتدئين عندما يتلامسون مع الطائرات بدون طيار: "هل يستخدم محرك الطائرات بدون طيار AC أو DC؟" للوهلة الأولى ، يبدو هذا وكأنه سؤال كهربائي أساسي ، لكنه يتضمن مزيجًا من بنية المحرك ونوع إمدادات الطاقة وطريقة التحكم .
إجابة سريعة: تستخدم معظم الطائرات بدون طيار محركات العاصمة
بتعبير أدق ، تستخدم معظم الطائرات بدون طيار محركات DC بدون فرش (BLDC لفترة قصيرة) . وهي مدعومة بواسطة بطاريات الليثيوم ، والتي تخرج VC Voltage .ويتحكم وحدة التحكم في السرعة الإلكترونية (ESC) في الترتيب الذي يتم به تنشيط ملفات المحرك ثلاثية الطور ، لدفع دوران المحرك .
أثناء التشغيل ، يحول ESC DC إلى إشارات تشبه الإشارات التي تشبه AC من ثلاث مراحل أو موجات مربعة لقيادة المحرك ، وهذا لا يعني أن المحرك هو أساسًا نظام AC . لا يزال نظام التحكم والتحكم الأساسي الخاص به يعتمد على منطق DC.
لماذا لا محرك AC تقليدي؟
تعمل الطائرات بدون طيار على البطاريات ، لذلك لا يوجد إمدادات التيار المتردد متاح .
محركات التيار المتردد هي أكبر ، وأصعب للتحكم ، وغير مناسبة للطائرات بدون طيار خفيفة الوزن ؛
تستجيب محركات العاصمة بشكل أسرع ، مما يسهل ضبط السرعة والتحكم في الموقف الرحلة بسرعة .
لذلك ، من تكيف الطاقة إلى التحكم في الاستجابة ، تعتبر محركات DC هي الخيار الأفضل لأنظمة الطاقة الطائرات بدون طيار .
ما هما نوعان محركات الطائرات بدون طيار
في أنظمة الطائرات بدون طيار ،يمكن تقسيم المحركات إلى فئتين: محركات التيار المستمر ومحركات DC بدون فرش (BLDC) . على الرغم من الأسماء المماثلة ، يختلف الاثنان بشكل كبير في الهيكل والأداء والتطبيق .
المحرك المصقول: بنية بسيطة ، ولكن تم القضاء عليها تدريجياً
تستخدم المحركات المصنوعة بالفرشاة فرش الكربون والركاب لتبديل اتجاه الحالي . لديهم طرق تحكم بسيطة وتكاليف منخفضة . يتم استخدامها بشكل رئيسي في بعض الطائرات بدون طيار منخفضة الحمل أو نماذج لعبها {{4} Life . تتراوح عمر النموذجي من 1 ، 000 إلى 3 ،000 ، أو عمر خدمة تبلغ حوالي 1 سنة .
محرك بدون فرش: أكثر كفاءة واختيار السائد
يزيل المحرك بدون فرش بنية التخفيف الميكانيكي ويتم التحكم فيه بواسطة وحدة تحكم السرعة الإلكترونية (ESC) ، بحيث يتمتع بالمزايا التالية:
لا البلى الميكانيكية ، حياة أطول.
استجابة سرعة أسرع والتحكم في الطيران أكثر دقة ؛
كفاءة عالية ، أقل حرارة ، وأداء حياة أفضل للبطارية ؛
ضوضاء منخفضة ، مما يجعلها مثالية للتطبيقات مثل التصوير الجوي .
في الوقت الحاضر ، من الطائرات بدون طيار المستهلك إلى المنصات الصناعية ، أصبحت المحركات بدون فرش السائدة المطلقة ، وخاصة مناسبة للسيناريوهات ذات الأحمال العالية ، والرحلات المتكررة ، والمتطلبات العالية للاستقرار .
ما هي خدمة خدمة محرك الطائرات بدون طيار
ترتبط حياة المحرك مباشرة بتكلفة الاستقرار والصيانة على المدى الطويل للطائرات بدون طيار . خاصة في سيناريوهات الطيران التجاري أو العالي التردد ، فإن متانة المحرك هي واحدة من النقاط الرئيسية التي يجب إيلاء الاهتمام بها عند اختيار نموذج.
المحرك المصقول: حياة قصيرة ، مناسبة لمرة واحدة أو استخدام الضوء
نظرًا للاحتكاك المستمر بين فرش الكربون والركاب ، سيتم تآكل المحرك المصقول تدريجياً أثناء التشغيل ، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة ، وزيادة توليد الحرارة ، وتدهور الأداء في النهاية . بشكل عام:
عمر الخدمة حوالي 1000 ~ 3000 ساعة ؛
إذا كنت تطير بشكل متكرر ، فعادة ما تحتاج إلى استبداله في غضون عام تقريبًا ؛
مناسبة للطائرات بدون طيار منخفضة التكلفة أو معدات التدريس/الترفيه المستخدمة بشكل متكرر .
محرك بدون فرش: حياة أطول وأكثر استقرارًا
يزيل المحرك بدون فرش بنية الاحتكاك المادي ، ويتركز تآكله بشكل أساسي في الجزء المحمل ، وبالتالي فإن الحياة الإجمالية أطول .إذا تم استخدامها بشكل صحيح وصيانة أساسية (مثل العزل المائي ، عزل الغبار ، والتنظيف العادي):
يمكن أن تصل حياة الخدمة إلى أكثر من 5 ساعات ، 000 ، حتى تجاوز عمر خدمة البطارية والرف ؛
يمكن أن تحافظ أيضًا على كفاءة جيدة واستجابة في التشغيل على المدى الطويل ؛
إنه مناسب بشكل خاص لمنصات الطائرات بدون طيار التي تتطلب موثوقية عالية ، مثل التصوير الجوي والزراعة والتفتيش .
بالطبع ، بغض النظر عن نوع المحرك ، تتأثر حياته أيضًا بالعوامل التالية:
حمولة أعلى ورحلات متكررة تسريع ارتداء المحرك .
تبديد الحرارة الضعيف: درجات حرارة عالية مستمرة تسريع التآكل.
مستوى الحماية: ما إذا كان المحرك يحتوي على هيكل مقاوم للماء ومقاوم للغبار بمقاومته البيئية .
كم عدد المحركات التي تحتاجها الطائرة بدون طيار؟
قد يبدو هذا السؤال بسيطًا ، لكنه يرتبط في الواقع ارتباطًا وثيقًا ببنية الطائرات بدون طيار . يحدد عدد المحركات ثبات الرحلة ، وسعة التحميل ، والتحكم في تعقيد الطائرات بدون طيار .
الطائرات بدون طيار متعددة الدورات: Quadcopters هي التيار الرئيسي
الأكثر شيوعًا من المستهلكين والطائرات التجارية التجارية هي جميع التصميمات متعددة الدورات تقريبًا ، والتي تنقسم إلى الفئات التالية وفقًا لعدد المحركات:
اسم النموذج |
عدد المحركات |
الميزات والتطبيقات |
Quadcopter |
4 |
الأكثر شيوعا ، مناسبة للتصوير الجوي ، والعبور ، والرحلة اليومية |
hexacopter |
6 |
تحسين قدرة الحمل والتكرار للاستخدام الصناعي/الزراعي |
أوكتوكوبتر |
8 |
سعة الحمل العالية ، التحمل المعزز للأخطاء ، تستخدم للتصوير الجوي المهني والمسح |
ثلاثي الدوران / الدوران التوأم |
2~3 |
في الغالب ينظر إليه في الطائرات بدون طيار الثابتة أو الهجينة |
بشكل عام ، يتطلب كل دوار محركًا . كلما زاد عدد الدوارات ، كلما كان نظام التحكم أكثر تعقيدًا ، ولكن سيتم أيضًا تحسين استقرار الرحلة وقدرة الاستيعاب .
الطائرات بدون طيار الثابتة: 1 ~ 2 محركات
على عكس الطائرات بدون طيار متعددة الدورات ، عادةً ما تستخدم الطائرات بدون طيار ذات الأجنحة الثابتة محركًا رئيسيًا واحدًا فقط (أحيانًا مع إقلاع ذيل/محرك هبوط رأسي) ، وهو مناسب للطيران لمسافات طويلة وتحمل أطول ، ولكن لديه متطلبات أعلى لمساحة الإقلاع والهبوط .
لماذا محركات الطائرات بدون طيار بصوت عال جدا
كان لدى كل من استخدم طائرة بدون طيار هذه التجربة تقريبًا: بمجرد بدء المحرك ، تنبعث الطائرة بأكملها على الفور صوت "صاخب" عالي التردد ، خاصة أثناء الإقلاع والتسارع . فلماذا يكون محرك الطائرات بدون طيار بصوت عالٍ؟ مفتاح المشكلة ليس المحرك نفسه .
"مصدر الضوضاء" الحقيقي هو المروحة
المصدر الرئيسي للضوضاء في الطائرات بدون طيار هو اضطراب الهواء والسحب الديناميكي الهوائي الناتج عن مراوح سريعة في الدوران أثناء الدوران عالي السرعة ، بدلاً من الضوضاء الكهرومغناطيسية أو الميكانيكية للمحرك . على وجه التحديد:
كلما ارتفعت السرعة ، كلما كان اضطراب الهواء عنفًا وأعلى من الضوضاء ؛
كلما زاد عدد المروحة والغزى ، كلما كان صوت قص الرياح أكثر وضوحًا ؛
عند الطيران بسرعة عالية أو بحمل ثقيل ، يجب أن يخرج المحرك عزم الدوران بسرعة عالية ، مما يتسبب في زيادة الضوضاء .
يؤثر هيكل المحرك نفسه أيضًا على الضوضاء ، لكنه أصغر
تكون المحركات بدون فرش أكثر هدوءًا من المحركات المصقولة لأنها لا تحتوي على احتكاك فرشاة الكربون ؛
طريقة التحكم هي أيضًا ذات صلة . على سبيل المثال ، يميل التحكم في الموجة المربعة إلى إنشاء ضوضاء مرتفعة أكثر من FOC .
لكن بشكل عام ، يفسر المحرك نفسه فقط جزءًا صغيرًا من مصدر الضوضاء .
اقتراحات الحد من الضوضاء
اختر تصميم مروحة أكثر هدوءًا (E . g . tip propeller curved ، شفرات تقليل الضوضاء) ؛
حاول تجنب الرحلات الطويلة على المدى الطويل ؛
يمكن أن يؤدي استخدام المحركات عالية الجودة و ESCS إلى تقليل ضوضاء النظام .
كيفية اختيار المحرك المناسب للطائرة بدون طيار
يعد اختيار المحرك الصحيح هو الشرط المسبق لضمان رحلة مستقرة وآمنة وفعالة من الطائرة بدون طيار . خاصة في منصات الطيران المخصصة ذاتيا أو المخصصة ، يجب دمج محركات المحركات مع معلمات متعددة ، وليس فقط "النظر إلى القوة".
1. إجمالي الأوزان يهم
يجب أن يكون دفع المحرك كافيًا للتغلب على وزن الجهاز بأكمله ، بما في ذلك ما يلي:
رف الطائرات
بطارية
وحدات التحكم ، GPS ، أجهزة الاستشعار والأنظمة الإلكترونية الأخرى
Payload (e . g . الكاميرا ، نظام الرش)
نسبة الدفع إلى الوزن الموصى بها عادة هي 2: 1 إلى 3: 1 ، أي:
بالنسبة لطائرة بدون طيار 2KG ، يجب أن يقوم كل محرك بتسليم 1–1 . 5 كجم من الدفع.
في quadcopter ، يجب أن يوفر كل محرك ما لا يقل عن 500 جرام من الدفع المستقر .
2. يحدد حجم الإطار مجموعة المروحة والمحرك
لا يعمل المحرك في عزلة-يجب إقرانه بحجم المروحة الأيمن . يقتصر حجم المراوح على قاعدة العجلات وطول ذراع إطار الطائرات بدون طيار .
المراوح الكبيرة (مثل تلك التي تزيد عن 12 بوصة) مناسبة للمحركات منخفضة KV ، والتي هي مناسبة للمهام الجوية ومهام الحمل ؛
المراوح الصغيرة (مثل 5- بوصة و 6- بوصة) مناسبة للمحركات عالية KV وهي مناسبة للسباق أو المناورات السريعة .
كلما زادت بنية الإطار ، زاد حجم المحرك وأكبر قدرة تبديد الحرارة التي يمكن استخدامها ، لكن وزن الجهاز بأكمله سيزداد أيضًا .
3. معلمات أخرى: توافق الجهد والتيار و ESC
يجب أن يتطابق الجهد المقنن للمحرك مع البطارية (على سبيل المثال ، يمكن تكييف بطارية 6S مع محرك يدعم الجهد 22. 2V).
يؤثر الحد الأقصى للتيار على اختيار ESC ، ويجب حجز الهامش 20-30 ٪ ؛
إذا تم استخدامه باستخدام ESCs عالي الأداء (مثل FOC ESCS) ، فمن المستحسن تحديد محركات منخفضة إلى متوسطة الكيلو فولت مع استجابة سريعة وعزم دوران مستقر .
هل كلما زادت قيمة KV للمحرك بدون فرش ، كان ذلك أفضل؟
عند شراء أو مقارنة محركات الطائرات بدون طيار ، يتم ذكر المعلمة "قيمة KV" غالبًا . يعتقد الكثير من الناس أنه كلما زادت KV ، كلما كانت المحرك أقوى وأسرع يطير ، ولكن هذا ليس هو الحال .
ما هي قيمة KV؟
تشير قيمة KV إلى السرعة التي يمكن أن ينشئها المحرك في ظل ظروف عدم التحميل لكل جهد 1V مطبق (في RPM/V) . على سبيل المثال ، يحتوي محرك 1 000}
إنه يعكس خصائص سرعة المحرك ، وليس الجودة الشاملة .
أعلى قيمة kV ≠ محرك أفضل
محرك KV مرتفع: السرعة السريعة ، ولكن عزم الدوران المنخفض ، مناسب للحمل الخفيف ، رحلة قصيرة الأجل عالية الأجل (مثل طائرات السباق) ؛
محرك منخفضة KV: سرعة بطيئة ولكن عزم الدوران العالي ، أكثر ملاءمة للتطبيقات ذات الأحمال الثقيلة والمتطلبات العالية للطيران المستقر (مثل التصوير الجوي والطائرات بدون طيار الزراعية) ؛
بالإضافة إلى ذلك ، تؤثر قيمة KV أيضًا على نوع المراوح التي يمكنك استخدامها:
عادة ما يتم إقران المحركات عالية KV مع مراوح قصيرة.
المحركات المنخفضة KV مناسبة للمراوح الكبيرة ، مما يساعد على تحسين التوجه والكفاءة .
كيفية تحديد نطاق KV المناسب؟
هذا يعتمد على عدة عوامل:
جهد البطارية: كلما ارتفع الجهد ، كلما زادت السرعة الفعلية ، وينبغي تقليل قيمة KV بشكل مناسب ؛
حجم الشفرة: شفرات كبيرة مع كيلو فولت منخفضة ، شفرات صغيرة مع ارتفاع كيلو فولت ؛
مهمة الرحلة: إذا كنت بحاجة إلى مناورة ، فاختر كيلو فولت عالية ؛ إذا كنت بحاجة إلى الاستقرار والتحمل ، فاختر KV .
أي محرك الطائرات بدون طيار هو الأفضل لك
في مواجهة مجموعة واسعة من المحركات في السوق ، لدى الكثير من الناس هذا السؤال: أي واحد يجب أن أختاره؟ هل يوجد محرك "أفضل" عالميًا؟ في الواقع ، في مجال الطائرات بدون طيار ، لا يوجد محرك "أفضل" على الإطلاق ، فقط المركز الذي يناسب احتياجات الطيران الخاصة بك ، والظروف الهيكلية والميزانية .
الأساس الأول لاختيار المحرك: وزن الماكينة
تتطلب الطائرات بدون طيار أثقل محركات أكثر قوة لإقلاعها بسلاسة والحفاظ على رحلة مستقرة . وهذا لا يشمل فقط وزن الإطار نفسه ، ولكن أيضًا وزن البطارية ونظام التحكم في الطيران والمراوح والحمولة (مثل الكاميرات ، الرشاشات) ، إلخ.
بمجرد تحديد الوزن الكلي ، يمكن استنتاج التوجه الإجمالي المطلوب بواسطة المحرك ، ثم يمكن حساب نطاق الدفع الذي يجب أن يكون كل محرك بناءً على عدد المحاور .
على سبيل المثال:
بالنسبة إلى طائرة بدون طيار quadcopter ذات الوزن الكلي 4 كجم ، يوصى بأن يكون دفع كل محرك على الأقل 1 . 5kg ~ 2kg ، تاركًا بعض التكرار لضمان رحلة مستقرة.
الأساس الثاني: حجم الرف
يحدد حجم إطار الطائرات بدون طيار طول المراوح التي يمكنك استخدامها ، والتي بدورها تؤثر بشكل مباشر على اختيار المحرك:
يمكن إقران إطارات أكبر مع مراوح كبيرة + محركات منخفضة KV لتحسين الكفاءة والاستقرار ؛
يحد الإطار الأصغر من طول الشفرة ويحتاج إلى مطابقة بمحرك KV مرتفع لزيادة السرعة للتعويض عن الدفع .
بمعنى آخر ، يتم ربط المحرك والمراوح والإطار معًا ولا يمكن اعتباره بشكل منفصل .
الأساس الثالث: مهمة الرحلة
سيناريوهات مهمة مختلفة لها متطلبات أداء مختلفة للمحركات:
بالنسبة للمهام مثل التصوير الجوي والتفتيش ، فإن الاستقرار والضوضاء المنخفضة والتحمل في المحرك أكثر أهمية ؛
يتطلب السباق والطائرات الطائرات الطائرات وغيرها من المشاهد التسارع وسرعة الاستجابة والقوة المتفجرة للمحرك ؛
تتطلب منصات مثل الزراعة والخدمات اللوجستية محركات ذات عزم دوران منخفض وعزم الدوران العالي وسعة الحمل العالية .
VSD الطائرات بدون طيار
إذا كنت تبحث عن حلول محرك عالية الأداء ومستقرة وموثوقة لأنواع مختلفة من الطائرات بدون طيار ، فإن VSD يوفر نماذج متعددة من محركات الدوار الخارجي بدون فرش ، وتغطي مجموعة واسعة من احتياجات التطبيق من الطائرات بدون طيار عبر البلاد إلى التصوير الجوي الثقيل والمنصات الزراعية {}.
نماذج محرك VSD المبيعات الساخنة في لمحة:
نموذج |
نطاق قيمة KV |
الاستخدامات الموصى بها |
أقصى دفع |
380KV |
منصة التصوير الجوي من الدرجة الصناعية/منصة لوجستيات متعددة الدورات |
9034g |
|
420kV |
الطائرات بدون طيار الزراعية/الطائرات بدون طيار التفتيش |
7232g |
|
900-1520kV |
المسح المتوسط الحجم والتصوير الجوي ومنصة الطيران الحاملة للحمل |
4185g |
|
1300-1950kV |
حمولة متوسطة التصوير الجوي وطائرات التدريب |
2910g |
|
900 كيلو فولت |
التحمل متعدد الدوران ، منصة طيران مستقرة |
2710g |
|
1350-1750kV |
منصة مرنة متعددة المحاور ، التفتيش البيئي |
2728g |
|
1800-2400 كيلو فولت |
الطائرات بدون طيار عبر البلاد وطائرات السباقات الطائرات بدون طيار |
1683g |
|
1960kv |
FPV خفيفة الوزن ، طائرة للمبتدئين |
1702g |
لماذا تختار VSD Motors؟
مجموعة متنوعة من خيارات التخصيص KV لتتناسب مع منصات الجهد المختلفة (3S ~ 12S)
أكمل تقرير بيانات الاختبار وتقرير الأداء لكل محرك
قبل مغادرة المصنع ، خضع للاختبار الثابت + اختبار الدفع + التحقق من شيخوخة درجة الحرارة العالية
يمكن أن توفر اقتراحات مطابقة ESC ، والتكيف المروحة ، وخدمات OEM/ODM
هل تحتاج إلى مواصفات مفصلة أو مشورة فنية؟ لا تتردد في الاتصال بنا للحصول على أدلة المنتج أو العينات أو الاستشارة الفنية . نحن ندعم أيضًا تعاون المشروع .