Motor tanpa berus: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Petunjuk ini adalah panduan / gambaran keseluruhan teknologi motor di sebalik motor quadcopter peminat moden. Hanya untuk menunjukkan kepada anda apa yang mampu dilakukan oleh quadcopters, tonton video yang menakjubkan ini. (Tonton volume. Ia menjadi sangat kuat) Semua kredit diberikan kepada penerbit asal video.

Langkah 1: Terminologi

Kebanyakan motor tanpa berus biasanya digambarkan oleh dua set nombor; seperti: Hyperlite 2207-1922KV. Kumpulan nombor pertama merujuk kepada ukuran stator motor dalam milimeter. Stator motor khusus ini selebar 22mm dan tinggi 7mm. Phantoms DJI lama menggunakan 2212 motor. Dimensi stator biasanya mengikut arah aliran:

Stator yang lebih tinggi memungkinkan untuk prestasi akhir yang lebih tinggi (julat RPM yang lebih tinggi)

Stator yang lebih luas memungkinkan untuk prestasi akhir yang lebih rendah (julat RPM yang lebih rendah)

Nombor set kedua adalah penarafan KV untuk motor. Peringkat KV motor adalah pemalar halaju motor tertentu, yang pada dasarnya bermaksud bahawa motor akan membuat EMF belakang 1V apabila motor diputar pada RPM itu atau akan berputar pada RPM KV yang tidak dimuat ketika 1V digunakan. Contohnya: Motor ini dipasangkan dengan lipo 4S akan mempunyai RPM nominal teoritis 1922x14.8 = 28, 446 RPM

Sebenarnya, motor mungkin tidak mencapai kelajuan teori ini kerana terdapat kerugian mekanikal bukan linear dan kehilangan daya tahan.

Langkah 2: Asas

Motor elektrik mengembangkan tork dengan menukar polaritas elektromagnet berputar yang dilekatkan pada rotor, bahagian mesin berputar, dan magnet pegun pada stator yang mengelilingi rotor. Satu atau kedua set magnet adalah elektromagnet, terbuat dari gegelung wayar yang dililit di sekitar teras feromagnetik. Elektrik yang mengalir melalui belitan wayar menghasilkan medan magnet, memberikan kuasa yang menggerakkan motor.

Nombor konfigurasi memberitahu anda berapa banyak elektromagnet di stator, dan bilangan magnet kekal di rotor. Nombor sebelum huruf N menunjukkan bilangan elektromagnet yang terdapat di stator. Nombor sebelum P menunjukkan berapa banyak magnet kekal di rotor. Sebilangan besar motor tanpa sikat pelari mengikut konfigurasi 12N14P.

Langkah 3: Pengawal Kelajuan Elektronik

ESC adalah peranti yang menukar elektrik DC dari bateri ke AC. Ia juga memerlukan input data dari pengawal penerbangan untuk memodulasi kelajuan dan kekuatan motor. Terdapat banyak protokol untuk komunikasi ini. Analog utama adalah: PWM, Oneshot 125, Oneshot 42, dan Multishot. Tetapi ini menjadi usang untuk quadcopters ketika protokol digital baru tiba yang disebut Dshot. Ia tidak mempunyai masalah penentukuran protokol analog. Oleh kerana terdapat bit digital yang dihantar sebagai maklumat, isyarat tidak terganggu oleh perubahan medan magnet dan lonjakan voltan berbanding dengan rakan sejawatnya. Dhsot tidak terlalu pantas daripada Multishot sehingga DShot 1200 dan 2400, yang hanya dapat berjalan pada beberapa ESC pada ketika ini. Manfaat sebenar Dshot adalah terutamanya kapasiti komunikasi dua hala, terutamanya kemampuan untuk mengirim data bilik kembali ke FC untuk digunakan dalam menala penapis dinamik dan kemampuan untuk melakukan perkara seperti mod penyu (membalikkan ESC sementara untuk membalikkan quad berlebihan jika tersekat terbalik). ESC dibuat terutamanya dari 6 mosfet, 2 untuk setiap fasa motor dan mikrokontroler. Mosfet pada dasarnya bergantian antara membalikkan kekutuban pada frekuensi tertentu untuk mengatur RPM motor. ESC mempunyai penarafan terkini kerana itu adalah tarikan maksimum yang dapat dikekalkan oleh ESC untuk jangka masa yang panjang.

Langkah 4: Kecekapan

(Multi helai: Ungu Motor Single Strand: Orange Motor)

Kawat:

Kabel berbilang tali boleh memuat lebih banyak isi tembaga di kawasan tertentu berbanding dengan wayar tebal tunggal yang melilit stator sehingga kekuatan medan magnet sedikit lebih kuat tetapi daya tarikan keseluruhan motor terhad kerana wayar nipis (Memandangkan motor bertali arus dibina tanpa sebarang silang wayar yang sangat mustahil kerana kualiti pembuatannya). Kawat yang lebih tebal dapat membawa arus lebih banyak dan mengekalkan output kuasa yang lebih tinggi berbanding dengan motor multi-helai yang sama dibina. Lebih sukar untuk membina motor multi-helai yang dibina dengan betul oleh itu kebanyakan motor berkualiti dibina dengan satu helai dawai (untuk setiap fasa). Kelebihan kecil pendawaian pelbagai helai mudah ditolak oleh pembuatan dan reka bentuk biasa-biasa saja, apatah lagi terdapat banyak ruang untuk kecelakaan jika ada wayar nipis yang terlalu panas atau litar pintas. Pendawaian helai tunggal tidak mempunyai masalah seperti itu kerana ia mempunyai had arus jauh lebih tinggi dan titik litar pintas minimum. Oleh itu, untuk kebolehpercayaan, ketekalan, dan kecekapan, belitan helai tunggal adalah yang terbaik untuk motor tanpa berus quadcopter.

P. S. Salah satu sebab bahawa wayar multi-helai lebih teruk untuk beberapa motor tertentu adalah kerana kesan kulit. Kesan kulit adalah kecenderungan arus elektrik bergantian untuk diedarkan dalam konduktor sehingga ketumpatan arus terbesar di dekat permukaan konduktor, dan berkurang dengan kedalaman yang lebih besar pada konduktor. Kedalaman kesan kulit berbeza mengikut frekuensi. Pada frekuensi tinggi kedalaman kulit menjadi jauh lebih kecil. (Untuk tujuan perindustrian, wayar litz digunakan untuk mengatasi peningkatan rintangan AC kerana kesan kulit dan menjimatkan wang) Kesan menguliti ini dapat menyebabkan elektron melompat melintasi wayar di dalam setiap kumpulan gegelung dengan berkesan memendekkannya satu sama lain. Kesan ini biasanya berlaku ketika motor basah atau menggunakan frekuensi tinggi lebih dari 60Hz. Kesan kulit boleh menyebabkan arus eddy yang seterusnya menimbulkan titik panas dalam penggulungan. Inilah sebabnya mengapa menggunakan wayar yang lebih kecil tidak sesuai.

Suhu:

Magnet neodymium kekal yang digunakan untuk motor tanpa berus yang cukup kuat, biasanya berkisar antara N48-N52 dari segi kekuatan magnet (lebih tinggi adalah kuat N52 adalah yang paling kuat dari pengetahuan saya). Magnet Neodymium jenis N kehilangan sebahagian daya magnetisasi mereka secara kekal pada suhu 80 ° C. Magnet dengan kemagnetan N52 mempunyai suhu kerja maksimum 65 ° C. Penyejukan yang kuat tidak membahayakan magnet neodymium. Sebaiknya jangan sekali-kali terlalu panas motor kerana bahan penebat enamel pada belitan tembaga juga mempunyai had suhu dan jika meleleh, ia boleh menyebabkan litar pintas membakar motor atau lebih buruk lagi, pengawal penerbangan anda. Peraturan praktis yang baik adalah bahawa jika anda tidak dapat memegang motor untuk jangka masa yang sangat lama setelah penerbangan 1 atau 2 minit yang singkat, anda mungkin terlalu panas motor dan penyediaan itu tidak akan dapat digunakan untuk penggunaan lanjutan.

Langkah 5: Tork

Sama seperti terdapat pemalar halaju motor, terdapat pemalar tork. Gambar di atas menunjukkan kepada anda hubungan antara pemalar tork dan pemalar halaju. Untuk mencari tork, anda hanya mengalikan pemalar tork dengan arus. Perkara yang menarik mengenai tork pada motor tanpa berus adalah kerana disebabkan oleh daya tahan litar antara bateri dan motor, hubungan antara tork dan KV motor tidak berkaitan langsung seperti yang ditunjukkan oleh persamaan. Gambar yang dilampirkan menunjukkan hubungan sebenar antara tork dan KV pada pelbagai RPM. Oleh kerana penambahan rintangan keseluruhan litar,% perubahan pada rintangan tidak setara dengan% perubahan pada KV dan oleh itu hubungan mempunyai keluk pelik. Oleh kerana perubahannya tidak berkadar, varian KV motor yang lebih rendah selalu mempunyai lebih banyak tork sehingga RPM tinggi tertentu di mana ruang kepala RPM motor KV tinggi mengambil alih kekuatan dan menghasilkan lebih banyak tork.

Berdasarkan persamaan, KV hanya mengubah arus yang diperlukan untuk menghasilkan tork, atau sebaliknya, berapa banyak tork yang dihasilkan oleh sejumlah arus. Keupayaan motor untuk benar-benar menghasilkan tork adalah faktor seperti kekuatan magnet, jurang udara, keratan rentas belitan. Oleh kerana RPM meningkat arus meningkat secara mendadak terutamanya kerana hubungan tidak linear antara tenaga dan RPM.

Langkah 6: Ciri Tambahan

Loceng motor adalah bahagian motor yang akan mengalami kerosakan yang paling banyak dalam sebuah kraf sehingga sangat penting bahawa ia terbuat dari bahan terbaik untuk tujuan tersebut. Motor Cina yang paling murah terbuat dari 6061 aluminium yang mudah cacat dalam kemalangan keras sehingga menjauhkan diri dari aspal semasa terbang. Bahagian motor yang lebih premium menggunakan aluminium 7075 yang menawarkan ketahanan yang lebih besar dan jangka hayat yang lebih lama.

Trend terkini motor quadcopter adalah mempunyai poros titanium atau keluli berongga kerana lebih ringan daripada batang pepejal dan mempunyai kekuatan struktur yang hebat. Sebagai perbandingan dengan batang pepejal, poros berongga kurang berat, untuk panjang dan diameter tertentu. Lebih-lebih lagi adalah idea yang baik untuk terus menggunakan poros berongga, jika kita menekankan pada pengurangan berat badan dan pengurangan kos. Poros berongga jauh lebih baik untuk mengambil beban kilasan berbanding dengan batang pepejal. Selain itu, batang titanium tidak akan melucut semudah batang besi atau aluminium. Keluli yang dikeraskan sebenarnya boleh lebih baik dari segi kekuatan fungsinya daripada sebilangan aloi titanium yang biasa digunakan pada batang berongga ini. Itu sangat bergantung pada aloi tertentu yang dibincangkan dan teknik pengerasan yang digunakan. Dengan andaian kes terbaik untuk kedua-dua bahan, titanium akan lebih ringan, tetapi sedikit lebih rapuh, dan keluli yang mengeras akan lebih keras tetapi sedikit lebih berat.

Langkah 7: Rujukan / Sumber

Untuk ujian dan gambaran keseluruhan motor quadcopter yang sangat terperinci, lihat EngineerX di YouTube. Dia menyiarkan statistik terperinci dan menguji motor dengan pelbagai baling-baling.

Untuk teori menarik dan maklumat tambahan lain mengenai dunia perlumbaan / gaya bebas FPV, tonton KababFPV. Dia adalah salah satu orang terbaik untuk mendengar perbincangan pendidikan dan intuitif mengenai teknologi quadcopter.

www.youtube.com/channel/UC4yjtLpqFmlVncUFE…

Nikmati gambar ini.

Terima kasih kerana melawat.