Mga Brotless Motors: 7 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Ang itinuturo na ito ay isang gabay / pangkalahatang ideya ng teknolohiya ng motor sa likod ng mga modernong mahilig sa quadcopter motor. Ipakita lamang sa iyo kung ano ang may kakayahang mga quadcopter, panoorin ang kamangha-manghang video na ito. (Panoorin ang lakas ng tunog. Napakalakas nito) Ang lahat ng kredito ay napupunta sa orihinal na publisher ng video.

Hakbang 1: Terminolohiya

Karamihan sa mga brushless motor ay karaniwang inilarawan ng dalawang hanay ng mga numero; tulad ng: Hyperlite 2207-1922KV. Ang unang hanay ng bilang ay tumutukoy sa laki ng stator ng motor sa millimeter. Ang tukoy na motor stator na ito ay 22mm ang lapad at 7mm ang taas. Ang matandang DJI Phantoms ay gumamit ng 2212 na motor. Karaniwang sumusunod ang mga sukat ng stator sa isang kalakaran:

Pinapayagan ng mas matangkad na stator para sa isang mas mataas na pagganap ng nangungunang tuktok (Mas mataas na mga saklaw ng RPM)

Pinapayagan ng mas malawak na stator para sa isang mas malakas na pagganap ng mas mababang pagtatapos (Mas mababang mga saklaw ng RPM)

Ang pangalawang hanay ng mga numero ay ang rating ng KV para sa motor. Ang KV rating ng motor ay ang tulin ng tulin ng tiyak na motor na iyon, na nangangahulugang ang motor ay lilikha ng isang pabalik na EMF na 1V kapag ang motor ay naikot sa RPM na iyon o iikot sa isang hindi na -load na RPM ng KV kapag inilapat ang 1V. Halimbawa: Ang motor na ito na ipinares sa isang 4S lipo ay magkakaroon ng isang teoretikal na nominal na RPM na 1922x14.8 = 28, 446 RPM

Sa totoo lang, maaaring hindi maabot ng motor ang bilis ng teoretikal na ito dahil may mga di-linear na pagkalugi sa mekanikal at mga resistive na pagkawala ng kuryente.

Hakbang 2: Mga Batayan

Ang isang de-kuryenteng motor ay bumubuo ng metalikang kuwintas sa pamamagitan ng pag-alternate ng polarity ng umiikot na electromagnets na nakakabit sa rotor, ang umiikot na bahagi ng makina, at mga nakatigil na magnet sa stator na pumapalibot sa rotor. Ang isa o parehong hanay ng mga magnet ay electromagnets, na gawa sa isang likid ng wire na sugat sa paligid ng isang ferromagnetic core. Ang elektrisidad na tumatakbo sa pamamagitan ng wire winding ay lumilikha ng magnetic field, na nagbibigay ng lakas na nagpapatakbo ng motor.

Sasabihin sa iyo ng numero ng pagsasaayos kung gaano karaming mga electromagnet ang mayroon sa stator, at ang bilang ng mga permanenteng magneto doon sa rotor. Ang numero bago ang letrang N ay nagpapakita ng bilang ng mga electromagnets doon sa stator. Ipinapakita ng numero bago ang P kung gaano karaming mga permanenteng magnet ang mayroon sa rotor. Karamihan sa mga out-runner na brushless motor ay sumusunod sa pagsasaayos ng 12N14P.

Hakbang 3: Electronic Speed Controller

Ang isang ESC ay ang aparato na nagko-convert sa kuryente ng DC mula sa baterya patungong AC. Tumatagal din ito ng input ng data mula sa flight controller upang mabago ang bilis at lakas ng motor. Mayroong maraming mga protokol para sa komunikasyon na ito. Ang pangunahing mga analog ay ang: PWM, Oneshot 125, Oneshot 42, at Multishot. Ngunit ang mga ito ay naging lipas na para sa mga quadcopter sa pagdating ng mga bagong digital na protokol na tinatawag na Dshot. Wala itong alinman sa mga isyu sa pagkakalibrate ng mga analog na protokol. Dahil may mga digital bit na ipinapadala bilang impormasyon, ang signal ay hindi nagagambala ng pagbabago ng mga magnetic field at voltage spike na taliwas sa kanilang katapat. Ang Dhsot ay hindi talaga masasalamin nang mas mabilis kaysa sa Multishot hanggang sa DShot 1200 at 2400, na maaari lamang tumakbo sa ilang mga ESC sa puntong ito. Ang totoong mga pakinabang ng Dshot ay pangunahin ang dalwang kakayahan na komunikasyon, partikular ang kakayahang magpadala ng data ng silid pabalik sa FC para magamit sa pag-tune ng mga pabago-bagong filter at ang kakayahang gumawa ng mga bagay tulad ng turtle mode (pansamantalang baligtarin ang ESCs upang i-flip ang quad sa kung ito ay natigil baligtad). Ang isang ESC ay pangunahing gawa sa 6 mosfets, 2 para sa bawat yugto ng motor at isang microcontroller. Ang mosfet ay karaniwang kahalili sa pagitan ng pag-reverse ng polarity sa isang tiyak na dalas upang makontrol ang RPM ng motor. Ang ESC ay mayroong kasalukuyang rating na iyon ay ang maximum na pagguhit ng amperage na maaaring mapanatili ng ESC sa mahabang panahon.

Hakbang 4: Kahusayan

(Multi strand: Lila na Motor na Single Single Strand: Orange Motor)

Wire:

Ang mga multi straced wires ay maaaring magbalot ng mas maraming dami ng tanso sa isang naibigay na lugar kumpara sa isang solong makapal na wire na sugat sa paligid ng stator kaya't ang lakas ng magnetikong patlang ay medyo malakas ngunit ang pangkalahatang pagguhit ng kuryente ng motor ay limitado dahil sa manipis na mga wire (Dahil sa multi straced motor ay itinayo nang walang pagkakaroon ng anumang crossover ng mga wires na kung saan ay malamang na hindi dahil sa kalidad ng pagmamanupaktura). Ang isang mas makapal na kawad ay maaaring magdala ng mas kasalukuyang at mapanatili ang isang mas mataas na output ng kuryente kumpara sa isang pantay na itinayo na multi strand motor. Ito ay mas mahirap na bumuo ng isang maayos na itinayo multi straced motor samakatuwid ang karamihan sa mga de-kalidad na motor ay itinayo na may isang solong hibla ng kawad (para sa bawat yugto). Ang maliliit na bentahe ng mga multi strand wiring ay madali ng paghimok ng pagmamanupaktura at katamtaman na pagdidisenyo, hindi pa banggitin na mayroong mas maraming silid para sa aksidente kung ang alinman sa manipis na mga wire ay nag-overheat o maikling circuit. Ang solong mga kable ng strand ay walang anumang mga problemang iyon dahil mayroon itong mas mataas na kasalukuyang limitasyon at kaunting mga puntos ng maikling circuit. Kaya, para sa pagiging maaasahan, pagkakapare-pareho, at kahusayan, ang solong strand windings ay ang pinakamahusay para sa mga quadcopter brushless motor.

P. S. Ang isa sa mga kadahilanan na ang multi straced wires ay mas masahol pa para sa ilang mga tiyak na motor ay dahil sa epekto sa balat. Ang epekto ng balat ay ang ugali ng isang alternating kasalukuyang elektrisidad upang maipamahagi sa loob ng isang konduktor na tulad ng kasalukuyang density ay pinakamalaki malapit sa ibabaw ng konduktor, at bumababa na may higit na kalaliman sa conductor. Ang lalim ng epekto ng balat ay nag-iiba sa dalas. Sa mataas na frequency ang lalim ng balat ay nagiging mas maliit. (Para sa mga hangaring pang-industriya, ginagamit ang litz wire upang mapigilan ang tumaas na paglaban ng AC dahil sa epekto ng balat at makatipid ng pera) Ang epekto sa balat na ito ay maaaring maging sanhi ng pagtalon ng mga electron sa mga wire sa loob ng bawat grupo ng coil na mabisang pinapaikli ang bawat isa sa isa't isa. Karaniwang nangyayari ang epektong ito kapag basa ang motor o gumagamit ng mataas na frequency na higit sa 60Hz. Ang epekto sa balat ay maaaring maging sanhi ng mga eddy alon na lumilikha naman ng mga hot spot sa loob ng paikot-ikot. Ito ang dahilan kung bakit hindi perpekto ang paggamit ng mas maliit na kawad.

Temperatura:

Ang permanenteng neodymium magnet na ginagamit para sa mga brushless motor na medyo malakas, kadalasan ay mula sa N48-N52 sa mga tuntunin ng lakas ng magnetiko (mas mataas ang mas malakas na N52 ang pinakamalakas sa aking kaalaman). Ang mga magnet na Neodymium ng uri ng N ay nawalan ng bahagi ng kanilang pang-magnetize nang permanente sa temperatura na 80 ° C. Ang mga magnet na may magnetization ng N52 ay may maximum na temperatura sa pagtatrabaho na 65 ° C. Ang isang masiglang cool-down ay hindi makakasama sa mga neodymium magnet. Inirerekumenda na huwag mong labis na maiinit ang mga motor dahil ang enamel insulate material sa windings windings ay mayroon ding isang limitasyon sa temperatura at kung matunaw sila, maaari itong maging sanhi ng isang maikling circuit na nasusunog ang motor o kahit na mas masahol pa, ikaw ay flight controller. Ang isang mabuting panuntunan sa hinlalaki ay kung hindi mo mahawakan ang motor sa isang napakahabang tagal ng panahon pagkatapos ng isang maikling 1 o 2 minutong flight, marahil ay napainit mo ang motor at ang pag-set up na iyon ay hindi magiging buhay para sa pinahabang paggamit.

Hakbang 5: Torque

Tulad ng pare-pareho ang bilis ng motor, mayroong pare-pareho na metalikang kuwintas. Ipinapakita sa iyo ng imahe sa itaas ang ugnayan sa pagitan ng torque na pare-pareho at pare-pareho ang tulin. Upang makahanap ng metalikang kuwintas, palakihin mo lang ang pare-pareho ng metalikang kuwintas na may kasalukuyang. Ang kagiliw-giliw na bagay tungkol sa metalikang kuwintas sa mga motor na walang brush ay dahil sa resistive loss ng circuitry sa pagitan ng baterya at motor, ang ugnayan sa pagitan ng metalikang kuwintas at KV ng motor ay hindi direktang nauugnay tulad ng ipinahihiwatig ng equation. Ang nakalakip na larawan ay nagpapakita ng aktwal na ugnayan sa pagitan ng metalikang kuwintas at KV sa iba't ibang mga RPM. Dahil sa idinagdag na pagtutol ng buong circuit, ang% pagbabago sa paglaban ay hindi katumbas ng% pagbabago sa KV at samakatuwid ang relasyon ay may kakaibang kurba. Dahil ang mga pagbabago ay hindi proporsyonal, ang mas mababang variant ng KV ng isang motor ay palaging may higit na metalikang kuwintas hanggang sa isang tiyak na mataas na RPM kung saan ang RPM headroom ng mataas na KV motor ay tumatagal sa lakas at gumagawa ng mas maraming metalikang kuwintas.

Batay sa equation, binabago lamang ng KV ang kasalukuyang kinakailangan upang makabuo ng metalikang kuwintas, o sa kabaligtaran, kung magkano ang metalikang kuwintas na ginawa ng ilang tiyak na halaga ng kasalukuyang. Ang kakayahan ng isang motor na aktwal na makagawa ng metalikang kuwintas ay isang kadahilanan ng mga bagay tulad ng lakas ng magnet, air-gap, cross-sectional area ng paikot-ikot. Tulad ng pagdaragdag ng mga RPM ang kasalukuyang pagtaas ng kapansin-pansing pangunahin sanhi ng di-linear na ugnayan sa pagitan ng enerhiya at mga RPM.

Hakbang 6: Karagdagang Mga Tampok

Ang bell ng motor ay ang bahagi ng motor na kukuha ng pinakamaraming halaga ng pinsala sa isang bapor kaya't kinakailangan na gawin ito ng pinakamahusay na materyal para sa hangarin. Karamihan sa mga murang mga motor na Tsino ay gawa sa 6061 na aluminyo na madaling magbago sa isang matinding pag-crash kaya't lumayo sa aspalto habang lumilipad. Ang mas premium na bahagi ng mga motor ay gumagamit ng 7075 aluminyo na nag-aalok ng mas higit na tibay at mas matagal na habang-buhay.

Ang kamakailang kalakaran sa mga motor na quadcopter ay ang pagkakaroon ng isang guwang na titan o shaft ng bakal dahil mas magaan ito kaysa sa isang solidong poste at may mahusay na lakas sa istruktura. Sa paghahambing sa isang solidong poste, ang isang guwang na poste ay mas mababa ang timbang, para sa isang naibigay na haba at diameter. Bukod dito magandang ideya na magpatuloy sa mga guwang na shaft, kung kami ang aming binibigyang diin sa pagbawas ng timbang at paggupit ng gastos. Ang mga guwang na shaft ay mas mahusay na kumuha ng mga pag-load ng pagkilos kumpara sa mga solidong shaft. Bilang karagdagan, ang titan shaft ay hindi madaling ihuhubad tulad ng bakal o aluminyo na baras. Ang tinitigas na bakal ay maaaring maging mas mahusay sa mga tuntunin ng lakas ng pagganap kaysa sa ilan sa mga titanium alloys na karaniwang ginagamit sa mga guwang na shaft na ito. Ito ay talagang nakasalalay sa mga tukoy na haluang metal na tinalakay at ginagamit ang pamamaraan ng hardening. Ipagpalagay pinakamahusay na kaso para sa parehong mga materyales, titanium ay magiging mas magaan, ngunit bahagyang mas malutong, at pinatigas na bakal ay magiging mas mahigpit ngunit bahagyang mabibigat ako.

Hakbang 7: Mga Sanggunian / Pinagkukunan

Para sa labis na detalyadong pagsusuri at pangkalahatang-ideya ng tukoy na mga quadcopter motor, suriin ang EngineerX sa YouTube. Nag-post siya ng detalyadong mga istatistika at sinusubukan ng bench ang mga motor na may iba't ibang mga propeller.

Para sa mga kagiliw-giliw na teorya at iba pang karagdagang impormasyon sa FPV racing / freestyle world, panoorin ang KababFPV. Isa siya sa pinakadakilang tao na makikinig para sa pang-edukasyon at madaling maunawaan na talakayan sa teknolohiya ng quadcopter.

www.youtube.com/channel/UC4yjtLpqFmlVncUFE…

Masiyahan sa larawang ito.

Salamat sa pagbisita.