Қылқаламсыз қозғалтқыштар: 7 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Бұл нұсқаулық квадрокоптерлік заманауи энтузиастер қозғалтқыштарының артындағы мотор технологиясына нұсқаулық/шолу болып табылады. Сізге квадрокоптерлердің не қабілетті екенін көрсету үшін мына таңғажайып бейнені қараңыз. (Көлемді қараңыз. Ол қатты шығады) Барлық несие бейненің түпнұсқалық баспагеріне беріледі.

1 -қадам: Терминология

Көптеген щеткасыз қозғалтқыштар әдетте екі сандар жиынтығымен сипатталады; мысалы: Hyperlite 2207-1922KV. Бірінші сан жиыны миллиметрдегі қозғалтқыштың статор өлшемін білдіреді. Бұл арнайы мотор статорының ені 22 мм және биіктігі 7 мм. Ескі DJI Phantoms 2212 қозғалтқышты қолданды. Статор өлшемдері әдетте тренд бойынша жүреді:

Биік статор жоғары сапалы өнімділікке мүмкіндік береді (RPM диапазоны жоғары)

Кеңірек статор төменгі өнімділікті күшейтуге мүмкіндік береді (RPM төменгі диапазондары)

Сандардың екінші жиынтығы - моторға арналған КВ рейтингі. Қозғалтқыштың КВ рейтингі - бұл нақты қозғалтқыштың жылдамдық константасы, бұл негізінен қозғалтқыш 1 РВ айналу кезінде 1В кернеулі ЭҚК жасайды немесе 1В қосылған кезде КВ жүктелмеген айналу жиілігінде айналады дегенді білдіреді.. Мысалы: 4S липомен жұптасқан бұл қозғалтқыштың теориялық номиналды айналу жиілігі 1922x14.8 = 28, 446 айн / мин болады

Іс жүзінде қозғалтқыш теориялық жылдамдыққа жете алмауы мүмкін, себебі сызықтық емес механикалық шығындар мен резистивті қуат шығыны бар.

2 -қадам: негіздері

Электр қозғалтқышы айналдыру моментін роторға бекітілген айналмалы электр магниттердің полярлығын, станоктың айналатын бөлігін және роторды қоршап тұрған статордағы қозғалмайтын магниттерді ауыстыру арқылы дамытады. Магниттер жиынтығының біреуі немесе екеуі де ферромагниттік ядроға оралған сым катушкасынан жасалған электромагниттер. Сым орамасы арқылы өтетін электр қозғалтқышты іске қосатын магнит өрісін жасайды.

Конфигурация нөмірі статорда қанша электромагнит бар екенін, ал роторда тұрақты магниттер бар екенін айтады. N әрпінің алдындағы сан статордағы электромагниттердің санын көрсетеді. Р алдындағы сан роторда қанша тұрақты магнит бар екенін көрсетеді. Көптеген щеткасыз қозғалтқыштар 12N14P конфигурациясына сәйкес келеді.

3 -қадам: электронды жылдамдықты реттегіш

ESC - бұл тұрақты токты аккумулятордан айнымалы токқа түрлендіретін құрылғы. Ол сонымен қатар қозғалтқыштың жылдамдығы мен қуатын модуляциялау үшін диспетчерден деректерді енгізуді қабылдайды. Бұл байланыс үшін бірнеше хаттамалар бар. Негізгі аналогтары: PWM, Oneshot 125, Oneshot 42 және Multishot. Бірақ олар квадрокоптерлер үшін ескірген, өйткені Dshot деп аталатын жаңа цифрлық хаттамалар келді. Онда аналогтық хаттамалардың калибрлеу мәселелері жоқ. Ақпарат ретінде цифрлық биттер жіберілетіндіктен, олардың аналогынан айырмашылығы магнит өрісінің өзгеруі мен кернеудің жоғарылауымен сигнал бұзылмайды. Dhsot мультишоттан DShot 1200 және 2400 -ге дейін айтарлықтай жылдам емес, ол тек бірнеше ESC -те жұмыс істейді. Dshot-тың нақты артықшылықтары-бұл екі жақты байланыс мүмкіндігі, әсіресе динамикалық сүзгілерді баптау үшін бөлмедегі деректерді ФК-ға қайтару мүмкіндігі және тасбақа режимі сияқты әрекеттерді орындау мүмкіндігі (ESC-терді төртбұрышты айналдыру үшін уақытша кері қайтару). егер ол төңкерілген болса). ЭСК негізінен қозғалтқыштың әр фазасы үшін 2 микротолқындыдан және микроконтроллерден тұрады. Мозфет негізінен қозғалтқыштың айналу жиілігін реттеу үшін белгілі бір жиілікте полярлықты өзгертуге ауысады. ESC -тің ағымдағы рейтингі бар, себебі бұл ESC ұзақ уақыт бойы сақтай алатын максималды ток күші.

4 -қадам: тиімділік

(Көп тізбек: Күлгін қозғалтқыш Бір тізбек: Қызғылт сары қозғалтқыш)

Сым:

Көп бұрандалы сымдар статордың айналасындағы бір қалың сыммен салыстырғанда белгілі бір аймақта мыс көлемін көбірек жинай алады, сондықтан магнит өрісінің кернеулігі сәл күштірек, бірақ жұқа сымдардың әсерінен қозғалтқыштың жалпы қуаты шектеулі. көп тізбекті қозғалтқыш сымдардың қиылысуынсыз жасалған, бұл өндіріс сапасына байланысты емес). Қалың сым көп ток өткізе алады және көп контурлы қозғалтқышпен салыстырғанда жоғары қуат шығынын сақтай алады. Дұрыс құрастырылған көп тізбекті қозғалтқышты құрастыру қиын, сондықтан көптеген сапалы қозғалтқыштар бір сымнан тұрады (әр фаза үшін). Көп тізбекті сымдардың кішігірім артықшылықтары өндіріс пен орташа дизайнмен оңай шешіледі, егер жұқа сымдардың кез келгені қызып кетсе немесе қысқа тұйықталса, онда апатқа көп орын бар екенін айтпаған жөн. Бір тізбекті сымдарда мұндай ақаулар жоқ, өйткені оларда ток шегі мен қысқа тұйықталудың ең аз нүктелері бар. Осылайша, сенімділік, консистенция және тиімділік үшін квадрокоптерлі щеткасыз қозғалтқыштар үшін бір тізбекті орамдар жақсы.

P. S. Көп сымды сымдардың кейбір қозғалтқыштар үшін нашар болуының себептерінің бірі тері әсерінен болады. Тері эффектісі - бұл өткізгіште айнымалы электр тогының таралу үрдісі, сондықтан ток тығыздығы өткізгіштің бетіне жақын болады және өткізгіштің тереңдігіне қарай төмендейді. Тері әсерінің тереңдігі жиілікке байланысты өзгереді. Жоғары жиілікте терінің тереңдігі әлдеқайда азаяды. (Өнеркәсіптік мақсатта литц сымы терінің әсерінен айнымалы токқа төзімділіктің жоғарылауына қарсы тұру үшін және ақшаны үнемдеу үшін қолданылады) Бұл терінің әсерінен электрондар әр катушкалар тобындағы сымдар арқылы секіріп, оларды бір -біріне тиімді түрде қысқартады. Бұл әсер әдетте қозғалтқыш ылғалды болғанда немесе 60 Гц жоғары жиілікті қолданғанда болады. Тері әсерінен құйынды ағындар пайда болуы мүмкін, бұл өз кезегінде ораманың ішінде ыстық нүктелер тудырады. Сондықтан кіші сымды қолдану дұрыс емес.

Температура:

Қылқаламсыз қозғалтқыштар үшін тұрақты неодимий магниттері өте күшті, олар әдетте магниттік беріктігі бойынша N48-N52-ден ауытқиды (N52 неғұрлым күшті болса, менің білуімше мықты). N типті неодимий магниттері 80 ° С температурада магниттелуінің бір бөлігін біржола жоғалтады. N52 магниттелуі бар магниттердің жұмыс температурасы 65 ° C құрайды. Қатты салқындату неодим магнитіне зиян келтірмейді. Қозғалтқыштарды ешқашан қызып кетпеу ұсынылады, өйткені мыс орамасындағы эмаль оқшаулағыш материалдың температуралық шегі бар, егер олар еріп кетсе, бұл қозғалтқыштың қысқа тұйықталуына немесе одан да нашарлауына әкелуі мүмкін. Жақсы ереже - егер сіз қысқа 1-2 минуттық ұшудан кейін қозғалтқышты ұзақ уақыт ұстай алмасаңыз, онда сіз қозғалтқышты қатты қыздырған боларсыз және бұл қондырғы ұзақ пайдалану үшін жарамсыз болады.

5 -қадам: Момент

Қозғалтқыш жылдамдығының тұрақтысы сияқты, айналу моментінің де тұрақтысы бар. Жоғарыдағы суретте айналу моменті мен жылдамдық константасы арасындағы байланыс көрсетілген. Айналдыру моментін табу үшін айналу моментінің тұрақты мәнін токқа көбейту жеткілікті. Қылқаламсыз қозғалтқыштардағы момент туралы қызықты нәрсе - аккумулятор мен қозғалтқыш арасындағы тізбектің резистивті жоғалуына байланысты қозғалтқыштың айналу моменті мен КВ арасындағы байланыс теңдеу ұсынғандай тікелей байланысты емес. Қосылған суретте айналу моменті мен КВ арасындағы әр түрлі айналымдағы нақты байланыс көрсетілген. Бүкіл тізбектің қосымша қарсыласуына байланысты, қарсылықтың % өзгеруі КВ % өзгерісіне тең емес, сондықтан байланыстың біртүрлі қисығы бар. Өзгерістер пропорционалды емес болғандықтан, қозғалтқыштың төменгі КВ нұсқасы әрқашан жоғары айналу жиілігіне дейін жоғары айналу моментіне ие болады, мұнда жоғары кернеулі қозғалтқыштың айналу жиілігі айналады және айналу моменті көбірек болады.

Теңдеуге сүйене отырып, КВ тек айналдыру моментін алу үшін керекті токты өзгертеді немесе керісінше, белгілі бір мөлшерде қанша ток айналады. Қозғалтқыштың шын мәнінде айналдыру моментін өндіру қабілеті магниттің беріктігі, ауа саңылауы, орамалардың көлденең қимасы сияқты факторлардың факторы болып табылады. Айналымның жылдамдығының жоғарылауымен ток күрт жоғарылайды, ең алдымен энергия мен RPM арасындағы сызықтық емес байланыс.

6 -қадам: қосымша мүмкіндіктер

Қозғалтқыш қоңырауы - бұл қозғалтқыштың бөлігі, ол кемеге көп зиян келтіреді, сондықтан оны ең жақсы материалдан жасау қажет. Ең арзан қытайлық қозғалтқыштар 6061 алюминийден жасалған, олар қатты апат кезінде оңай деформацияланады, сондықтан ұшу кезінде асфальттан аулақ болыңыз. Қозғалтқыштардың артықшылығы 7075 алюминийден тұрады, бұл беріктігі мен қызмет ету мерзімін ұзартады.

Квадрокоптерлік қозғалтқыштардың соңғы үрдісі қуатты титан немесе болат білікке ие, өйткені ол қатты білікке қарағанда жеңіл және құрылымдық беріктігі жоғары. Қатты білікке қарағанда, қуыс біліктің берілген ұзындығы мен диаметрі үшін салмағы аз. Сонымен қатар, егер біз салмақты азайту мен шығындарды төмендетуге назар аударатын болсақ, шұңқырлы біліктерді қолданған жөн. Шұңқырлы біліктер қатты біліктермен салыстырғанда бұралу жүктемелерін қабылдауға әлдеқайда жақсы. Сонымен қатар, титан білігі болат немесе алюминий білігі сияқты оңай тартылмайды. Шынықтырылған болат функционалды беріктігі жағынан осы қуыс біліктерде жиі қолданылатын титан қорытпаларына қарағанда жақсы болуы мүмкін. Бұл шын мәнінде талқыланатын нақты қорытпаларға және қолданылатын қатаю техникасына байланысты. Екі материал үшін де қолайлы жағдай деп есептесек, титан жеңіл болады, бірақ сәл сынғыш болады, ал қатайтылған болат қаттырақ болады, бірақ сәл ауыр болады.

7 -қадам: Сілтемелер/ Ресурстар

Нақты квадрокоптерлік қозғалтқыштарға егжей -тегжейлі тестілеу мен шолу үшін YouTube -те EngineerX қараңыз. Ол егжей -тегжейлі статистиканы жариялайды және моторларды әр түрлі винттермен тексереді.

FPV жарыс/фристайл әлемі туралы қызықты теориялар мен басқа да қосымша ақпарат алу үшін KababFPV қараңыз. Ол квадрокоптер технологиясы бойынша білім беру және интуитивті талқылауды тыңдайтын ең керемет адамдардың бірі.

www.youtube.com/channel/UC4yjtLpqFmlVncUFE…

Бұл суреттен ләззат алыңыз.

Келгеніңізге рахмет.