Brushless Motors: 7 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Бул нускоочу заманбап энтузиасттын квадрокоптордук моторунун артындагы мотор технологиясына жетекчилик/сереп. Сизге квадрокоптер эмнеге жөндөмдүү экенин көрсөтүү үчүн бул укмуш видеону көрүңүз. (Көлөмүн караңыз. Бул абдан катуу чыгат) Бардык кредиттер видеонун түпнуска чыгаруучусуна жүктөлөт.

1 -кадам: Терминология

Көпчүлүк щеткасыз моторлор адатта сандардын эки топтому менен сүрөттөлөт; сыяктуу: Hyperlite 2207-1922KV. Биринчи сан топтому мотордун статорунун өлчөмүн миллиметр менен билдирет. Бул конкреттүү мотор статорунун туурасы 22 мм жана бийиктиги 7 мм. Эски DJI Phantoms 2212 моторду колдонгон. Статордун өлчөмдөрү, адатта, трендди ээрчийт:

Бийик статор жогорку сапаттагы иштөөгө мүмкүнчүлүк берет (Жогорку RPM диапазондору)

Кең статор күчтүү төмөнкү көрсөткүчкө мүмкүндүк берет (Төмөнкү RPM диапазону)

Сандардын экинчи топтому - мотор үчүн KV рейтинги. Мотордун KV рейтинги - бул конкреттүү кыймылдаткычтын ылдамдык константасы, бул негизинен мотор ошол RPMде ийрилгенде 1V арткы ЭМӨ жаратарын же 1V колдонулганда KVнын жүктөлбөгөн RPMинде айланарын билдирет.. Мисалы: 4S lipo менен жупташкан бул мотор 1922x14.8 = 28, 446 RPM теориялык номиналдуу RPMге ээ болот

Чынында, мотор бул теориялык ылдамдыкка жете албайт, анткени сызыктуу эмес механикалык жоготуулар жана резистивдүү энергия жоготуулары бар.

2 -кадам: Негиздери

Электр мотору роторго бекитилген айлануучу электр магниттеринин полярлыгын, машинанын айлануучу бөлүгүн жана роторду курчап турган статордогу стационардык магниттерди алмаштыруу аркылуу моментти иштеп чыгат. Магниттердин бирөө же экөө тең ферромагниттик өзөктүн айланасына оролгон зымдын катушунан жасалган электромагниттер. Зымдын орому аркылуу өтүүчү электр энергиясы моторду иштетүүчү кубаттуулукту камсыз кылып, магнит талаасын пайда кылат.

Конфигурация номери статордо канча электромагниттин бар экенин жана ротордо туруктуу магниттердин саны бар экенин айтат. N тамгасынын алдындагы сан статордогу электромагниттердин санын көрсөтөт. Р алдындагы сан ротордо канча туруктуу магнит бар экенин көрсөтөт. Көпчүлүк чуркоочу щеткасыз моторлор 12N14P конфигурациясын карманышат.

3 -кадам: Электрондук ылдамдыкты жөнгө салуучу

ESC - бул аккумулятордон туруктуу токту ACга айландыруучу түзмөк. Ал ошондой эле мотордун ылдамдыгын жана кубатын модуляциялоо үчүн учуу контроллеринен маалыматтарды киргизүүнү алат. Бул байланыш үчүн бир нече протоколдор бар. Негизги аналогдор: PWM, Oneshot 125, Oneshot 42 жана Multishot. Бирок алар квадрокоптерлор үчүн эскирип калды, анткени жаңы санарип протоколдор Dshot деп аталды. Ал аналогдук протоколдордун калибрлөө маселелерине ээ эмес. Санариптик биттер маалымат катары жөнөтүлгөндүктөн, алардын аналогуна караганда магнит талаалары жана чыңалуу чукулу сигнал бузулбайт. Dhsot чындыгында Multishotко караганда тезирээк эмес, DShot 1200 жана 2400 чейин, бул учурда бир нече ESCs менен иштей алат. Dshotдин чыныгы артыкчылыктары-бул эки тараптуу байланыш жөндөмү, айрыкча динамикалык чыпкаларды жөндөө үчүн бөлмө маалыматын ФКга кайра жөнөтүү жана ташбака режими сыяктуу нерселерди жасоо жөндөмү (ESC'терди убактылуу артка буруу эгер ал оодарылып кетсе). ESC негизинен 6 москведен, мотордун ар бир фазасы үчүн 2ден жана микроконтроллерден турат. Мосфет негизинен мотордун RPMин жөнгө салуу үчүн полярдыкты белгилүү бир жыштыкта артка кайтаруу менен алмашат. ESCтин учурдагы рейтинги бар, анткени бул ESC узак убакыт бою сактай турган максималдуу ампердик чүчүкулак.

4 -кадам: Натыйжалуулук

(Көп жип: Purple Motor Single Strand: Orange Motor)

Зым:

Статордун тегерегиндеги бир калың зымга салыштырмалуу көп жиптүү зымдар белгилүү бир аймакта жездин көбүрөөк көлөмүн чогулта алат, андыктан магнит талаасынын күчү бир аз күчтүү, бирок мотордун жалпы кубаттуулугу жука зымдарга байланыштуу чектелген (көп тилкелүү мотор зымдардын эч кандай кроссовору жок курулган, бул өндүрүш сапатынан күмөндүү). Калыңыраак зым көбүрөөк ток өткөрө алат жана бирдей курулган көп жиптүү моторго караганда жогорку кубаттуулукту камсыздай алат. Туура курулган көп кылдуу моторду куруу кыйыныраак, ошондуктан көпчүлүк сапаттуу моторлор бир жип менен курулган (ар бир фаза үчүн). Көп жиптүү зымдардын кичинекей артыкчылыктары өндүрүш жана орточо дизайн менен оңой эле айырмаланат, эгерде жука зымдардын бири ысып кетсе же кыска туташуу болсо, кырсыкка көп орун бар экенин айтпай эле коёлу. Жалгыз зымдардын көйгөйлөрү жок, анткени ал токтун чегине жана кыска туташуунун минималдуу чекиттерине ээ. Ошентип, ишенимдүүлүк, ырааттуулук жана эффективдүүлүк үчүн, бир талдуу оромдор quadcopter щеткасыз моторлору үчүн эң жакшы.

P. S. Кээ бир конкреттүү моторлор үчүн көп жиптүү зымдардын начар болушунун себептеринин бири теринин эффектине байланыштуу. Теринин эффектиси - бул токтун тыгыздыгы өткөргүчтүн бетине жакыныраак болуп, өткөргүчтүн тереңдигинин төмөндөшү менен өткөргүчтүн ичинде бөлүштүрүлүүчү электр тогунун тенденциясы. Теринин эффектинин тереңдиги жыштыгына жараша өзгөрөт. Жогорку жыштыктарда теринин тереңдиги бир топ кичине болуп калат. (Өнөр жай максаттары үчүн литц зымы теринин эффектинен улам AC каршылыгынын жогорулашына каршы жана акчаны үнөмдөө үчүн колдонулат) Бул тери эффекти электрондордун ар бир катушка тобунун ичиндеги зымдардан секирип өтүшүнө алып келиши мүмкүн. Бул эффект көбүнчө мотор нымдуу болгондо же 60 Гцтен жогору жыштыктарды колдонгондо болот. Теринин эффектиси агымдуу агымдарга алып келиши мүмкүн, бул өз кезегинде ороонун ичинде ысык чекиттерди пайда кылат. Ошондуктан кичинекей зымды колдонуу идеалдуу эмес.

Температура:

Кыймылсыз моторлор үчүн колдонулган туруктуу неодим магниттер абдан күчтүү, алар көбүнчө магнит күчү боюнча N48-N52ден турат (N52 канчалык күчтүү болсо, менин билүүм боюнча эң күчтүү). N типтеги неодим магниттери 80 ° С температурада магниттелишинин бир бөлүгүн биротоло жоготот. N52 магнитизациясы бар магниттер 65 ° C максималдуу иштөө температурасына ээ. Күчтүү муздатуу неодим магнитине зыян келтирбейт. Моторлорду эч качан ысып кетпөө сунушталат, анткени жез оромолдорундагы эмаль изоляциялоочу материалдын температурасы да бар, эгерде алар эрип кетсе, анда моторду өчүрүп же андан да жаманы күйүп кетиши мүмкүн, сиз учуу контролеру. Бармактын жакшы эрежеси, эгер сиз кыска 1 же 2 мүнөттүк учуудан кийин моторду көпкө кармай албасаңыз, анда сиз моторду ысып кетишиңиз мүмкүн жана бул орнотуу узакка колдонуу үчүн жараксыз болуп калат.

5 -кадам: Torque

Кыймылдын ылдамдык константасы болгондой эле, момент константасы да бар. Жогорудагы сүрөттө момент константасы менен ылдамдык константасынын ортосундагы байланыш көрсөтүлөт. Моментти табуу үчүн, жөн гана момент константасын ток менен көбөйтөсүз. Чотсуз кыймылдаткычтардагы момент тууралуу кызыктуу нерсе, батарея менен мотордун ортосундагы схеманын резистивдүү жоготууларынан улам, моменттин моменти менен КВнын ортосундагы байланыш теңдемеден көрүнүп тургандай түздөн -түз байланышта эмес. Тиркелген сүрөттө ар кандай RPMлерде момент менен КВнын ортосундагы чыныгы байланыш көрсөтүлөт. Бүт схеманын кошумча каршылыгынан улам, каршылыктын % өзгөрүшү КВдагы % өзгөрүүгө барабар эмес, демек, мамиледе кызыктай ийри бар. Өзгөртүүлөр пропорционалдуу болбогондуктан, мотордун төмөнкү KV варианты ар дайым көбүрөөк моментке ээ болот, мында жогорку КВ моторунун RPM боштуктары күч алып, көбүрөөк моментти чыгарат.

Теңдемеге таянып, КВ моментти өндүрүү үчүн керектүү токту гана өзгөртөт, же тескерисинче, белгилүү бир көлөмдө канча момент өндүрүлөт. Мотордун чындыгында момент өндүрүү жөндөмү магнит күчү, аба боштук, оромолордун кесилиш аянты сыяктуу нерселердин фактору болуп саналат. RPMs жогорулаганда, ток кескин түрдө жогорулайт, негизинен энергия менен RPMлердин ортосундагы сызыктуу эмес байланыштан улам.

6 -кадам: Кошумча функциялар

Мотор коңгуроосу - бул мотордун бир бөлүгү, ал кол өнөрчүлүккө эң көп зыян келтирет, андыктан ал эң жакшы материалдан жасалган болушу керек. Көпчүлүк арзан кытай моторлору 6061 алюминийден жасалган, алар кыйроодо оңой деформацияланат, андыктан учуп баратканда асфальттан алыс болуңуз. Моторлордун эң премиум тарабы 7075 алюминийди колдонот, ал бышыктыкты жана узак өмүрдү сунуш кылат.

Квадрокоптердин моторундагы акыркы тенденция титандын же болоттун шахтасынын болушу, анткени ал катуу шахтадан жеңил жана структуралык күчкө ээ. Катуу валга салыштырмалуу, көңдөй валдын салмагы азыраак, берилген узундугу жана диаметри үчүн. Мындан тышкары, биз басымыбызды салмакты азайтууга жана чыгымдарды кыскартууга бурсак, көңдөй шахталар менен жүрүү жакшы идея. Бош шахталар катуу шахталарга салыштырмалуу бурулуш жүктөрдү кабыл алуудан алда канча жакшыраак. Кошумча катары, титан шахтасы болоттон же алюминийден жасалган валдай оңой чечилбейт. Чындалган болот, чындыгында, бул көңдөй шахталарда колдонулган кээ бир титан эритмелерине караганда функционалдык күчү жагынан жакшыраак болот. Бул чындыгында талкууланып жаткан конкреттүү эритмелерден жана колдонулган катуулатуу техникасынан көз каранды. Эки материал үчүн эң жакшы деп ойлосок, титан жеңил болот, бирок бир аз морт болот, жана катууланган болот катуурак болот, бирок мен кичине оорураак.

7 -кадам: Шилтемелер/ Ресурстар

Конкреттүү квадрокопторлордун деталдуу тестирлөө жана сереп алуу үчүн, EngineerXти YouTubeдан карап көрүңүз. Ал деталдуу статистиканы жарыялап, моторлорду ар кандай винттер менен текшерет.

Кызыктуу теориялар жана FPV жарыш/фристайл дүйнөсү боюнча башка кошумча маалымат алуу үчүн KababFPVни көрүңүз. Ал квадрокоптер технологиясы боюнча билим берүүчү жана интуитивдүү талкууларды угуу үчүн эң сонун адамдардын бири.

www.youtube.com/channel/UC4yjtLpqFmlVncUFE…

Бул сүрөттөн ырахат алыңыз.

Зыярат үчүн рахмат.