Fırçasız motorlar: 7 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu təlimat, müasir meraklı quadcopter mühərriklərinin arxasındakı motor texnologiyasına dair bir bələdçidir. Yalnız quadcoptersin nəyə qadir olduğunu göstərmək üçün bu heyrətamiz videoya baxın. (Həcmi izləyin. Çox yüksək səslənir) Bütün kredit videonun orijinal nəşriyyatına verilir.

Addım 1: Terminologiya

Əksər fırçasız mühərriklər adətən iki ədəd dəsti ilə təsvir olunur; məsələn: Hyperlite 2207-1922KV. İlk ədəd dəsti, motorun milimetrdəki stator ölçüsünə aiddir. Bu xüsusi motor statorunun eni 22 mm və hündürlüyü 7 mm -dir. Köhnə DJI Phantoms 2212 mühərrikdən istifadə edirdi. Stator ölçüləri ümumiyyətlə bir tendensiyanı izləyir:

Daha yüksək stator daha yüksək performansa imkan verir (Daha yüksək RPM aralığı)

Daha geniş stator, daha aşağı bir performansa imkan verir (Aşağı RPM aralığı)

İkinci nömrə dəsti, motor üçün KV dərəcəsidir. Mühərrikin KV reytinqi, bu xüsusi motorun sürət sabitidir, bu, əsasən motorun bu RPM -də fırlandığı zaman motorun 1V arxa EMF yaradacağını və ya 1V tətbiq edildikdə KV -nin boş bir RPM -də fırlanacağını bildirir.. Məsələn: 4S lipo ilə qoşulan bu motor 1922x14.8 = 28, 446 RPM nəzəri nominal RPM -ə malik olacaq

Əslində, mühərrik xətti olmayan mexaniki itkilər və müqavimətli güc itkiləri olduğu üçün bu nəzəri sürətə çata bilməz.

Addım 2: Əsaslar

Bir elektrik mühərriki, rotora bağlı olan fırlanan elektromaqnitlərin polaritesini, maşının fırlanan hissəsini və rotoru əhatə edən statordakı sabit maqnitləri dəyişdirərək tork inkişaf etdirir. Bir və ya hər iki maqnit dəsti, bir ferromaqnit nüvəsi ətrafında sarılmış tel bobindən hazırlanmış elektromaqnitlərdir. Tel sarımından keçən elektrik mühərriki işlədən gücü təmin edən maqnit sahəsi yaradır.

Konfiqurasiya nömrəsi, statorda neçə elektromaqnit olduğunu və rotorda daimi maqnitlərin sayını bildirir. N hərfindən əvvəlki rəqəm statorda olan elektromaqnitlərin sayını göstərir. P -dən əvvəlki rəqəm rotorda neçə daimi maqnit olduğunu göstərir. Fırçasız işləyən mühərriklərin çoxu 12N14P konfiqurasiyasına uyğundur.

Addım 3: Elektron Sürət Nəzarətçisi

ESC, DC elektrik enerjisini batareyadan AC -yə çevirən cihazdır. Mühərrikin sürətini və gücünü modulyasiya etmək üçün uçuş nəzarətçisindən məlumat girişi də alır. Bu ünsiyyət üçün bir çox protokol var. Əsas analoq olanlar: PWM, Oneshot 125, Oneshot 42 və Multishot. Ancaq Dshot adlı yeni rəqəmsal protokollar gəldikcə bunlar quadcopters üçün köhnəlmiş oldu. Analoq protokolların heç bir kalibrləmə problemi yoxdur. Məlumat olaraq göndərilən rəqəmsal bitlər olduğundan, siqnal həmkarından fərqli olaraq dəyişən maqnit sahələri və gərginlik sıçrayışları ilə pozulmur. Dhsot, bu nöqtədə yalnız bir neçə ESC -də işləyə bilən DShot 1200 və 2400 -ə qədər Multishot -dan daha sürətli deyil. Dshot-ın əsl faydaları, ilk növbədə, ikitərəfli ünsiyyət qabiliyyətidir, xüsusən də dinamik filtrlərin tənzimlənməsində istifadə üçün otaq məlumatlarını yenidən FC-yə göndərmək və tısbağa rejimi (ESC-ləri dörd tərəfə çevirmək üçün müvəqqəti olaraq geri çevirmək) qabiliyyəti. alt -üst olarsa bitər). Bir ESC, ilk növbədə, motorun hər fazası üçün 2 və mikrokontrolördən ibarət 6 mosfetdən ibarətdir. Mosfet, motorun RPM -ni tənzimləmək üçün müəyyən bir tezlikdə polariteyi geri çevirmək arasında dəyişir. ESC -nin cari reytinqi var, çünki ESC uzun müddət davam edə biləcəyi maksimum amperaj çəkilişidir.

Addım 4: məhsuldarlıq

(Çox qollu: Bənövşəyi Motor Tək İpli: Narıncı Motor)

Tel:

Çox telli tellər, statorun ətrafındakı tək bir qalın telə nisbətən müəyyən bir sahədə daha çox həcmdə mis yığa bilər, buna görə maqnit sahəsinin gücü bir qədər güclüdür, lakin incə tellər səbəbindən motorun ümumi güc çəkilişi məhduddur. Çox telli mühərrik, istehsal keyfiyyətinə görə çox ehtimal olunan heç bir tel kəsişmədən hazırlanmışdır). Daha qalın bir tel, daha çox cərəyan keçirə bilər və eyni şəkildə qurulmuş çox telli bir mühərriklə müqayisədə daha yüksək güc çıxışını təmin edə bilər. Düzgün qurulmuş çox telli bir mühərrikin qurulması daha çətindir, buna görə də keyfiyyətli mühərriklərin əksəriyyəti bir tel telindən (hər faza üçün) hazırlanmışdır. Çox telli naqillərin kiçik üstünlükləri, istehsal və orta dizaynla asanlıqla aradan qaldırılır, hətta incə tellərdən hər hansı birinin həddindən artıq istiləşməsi və ya qısaqapanma halında qəza üçün daha çox yer olduğunu qeyd etmək olmaz. Tək telli naqillərin heç bir problemi yoxdur, çünki çox yüksək cərəyan həddinə və qısa qapanma nöqtələrinə malikdir. Beləliklə, etibarlılıq, ardıcıllıq və səmərəlilik üçün tək telli sarımlar quadcopter fırçasız mühərriklər üçün ən yaxşısıdır.

P. S. Bəzi xüsusi mühərriklər üçün çox telli tellərin daha pis olmasının səbəblərindən biri dəri təsiridir. Dəri təsiri, alternativ bir elektrik cərəyanının bir cərəyan içərisində paylanma tendensiyasıdır ki, cərəyanın sıxlığı keçiricinin səthinə yaxındır və daha çox dərinlikdə azalır. Dərinin təsir dərinliyi tezliyə görə dəyişir. Yüksək tezliklərdə dərinin dərinliyi xeyli kiçilir. (Sənaye məqsədləri üçün, litz teli, dəri təsiri səbəbiylə artan AC müqavimətinə qarşı çıxmaq və pula qənaət etmək üçün istifadə olunur) Bu soyma effekti, elektronların hər bir bobin qrupu içərisindəki tellər arasında təsirli bir şəkildə qısalmalarına səbəb ola bilər. Bu təsir ümumiyyətlə motor yaş olduqda və ya 60Hz -dən çox yüksək tezliklərdə işləyərkən baş verir. Soyma təsiri girdablı cərəyanlara səbəb ola bilər ki, bu da öz növbəsində sarımda isti nöqtələr yaradır. Bu səbəbdən kiçik tel istifadə etmək ideal deyil.

Temperatur:

Fırçasız mühərriklər üçün istifadə edilən daimi neodim maqnitləri olduqca güclüdür, maqnit gücü baxımından ümumiyyətlə N48-N52-dən dəyişir (nə qədər güclüdürsə, N52 mənim bildiyim qədər güclüdür). N tipli neodim maqnitləri, maqnitləşməsinin bir hissəsini 80 ° C temperaturda daimi olaraq itirir. N52 mıknatıslı maqnitlərin maksimum işləmə temperaturu 65 ° C -dir. Güclü bir soyutma neodim maqnitlərinə zərər vermir. Mühərrikləri heç vaxt həddindən artıq qızdırmamağınız tövsiyə olunur, çünki mis sarımlardakı emaye izolyasiya materialının da bir temperatur həddi var və onlar əriyərsə, motorun qısaqapanmasına və ya daha da pisləşməsinə səbəb ola bilər, uçuş nəzarətçisi. Yaxşı bir qayda budur ki, qısa bir və ya 2 dəqiqəlik uçuşdan sonra motoru çox uzun müddət tuta bilmirsinizsə, ehtimal ki, motoru çox qızdırırsınız və bu qurğu uzun müddət istifadə üçün uyğun olmayacaq.

Addım 5: Tork

Motor sürət sabitinin olduğu kimi, fırlanma anı da var. Yuxarıdakı görüntü, fırlanma anı ilə sürət sabitinin əlaqəsini göstərir. Tork tapmaq üçün, fırlanma anı sabitini cərəyanla vurmaq kifayətdir. Fırçasız mühərriklərdə torkun maraqlı tərəfi, batareya ilə motor arasındakı dövrənin müqavimətli itkiləri səbəbindən mühərrikin fırlanma anı ilə KV arasındakı əlaqənin tənliyin təklif etdiyi qədər birbaşa əlaqəli olmamasıdır. Əlavə edilmiş şəkil, müxtəlif RPM -lərdə tork və KV arasındakı əsl əlaqəni göstərir. Bütün dövrə əlavə edilmiş müqavimət səbəbiylə müqavimətdəki % dəyişikliyi KV -dəki % dəyişikliyinə bərabər deyil və buna görə də əlaqənin qəribə bir əyrisi var. Dəyişikliklər mütənasib olmadığından, bir motorun aşağı KV variantı, yüksək KV mühərrikinin RPM boşluq hissəsinin gücünü aldığı və daha çox tork istehsal etdiyi müəyyən bir yüksək RPM -ə qədər həmişə daha çox torka malikdir.

Tənliyə əsaslanaraq, KV yalnız tork istehsal etmək üçün lazım olan cərəyanı və ya müəyyən bir miqdar cərəyanın nə qədər tork istehsal etdiyini tərsinə dəyişir. Bir motorun əslində tork istehsal etmə qabiliyyəti, maqnit gücü, hava boşluğu, sarımların kəsişmə sahəsi kimi faktorlardan biridir. RPM-lər artdıqca, cərəyan, ilk növbədə, enerji ilə RPM-lər arasındakı qeyri-xətti əlaqədən qaynaqlanır.

Addım 6: Əlavə Xüsusiyyətlər

Motor zəngi, bir gəmidə ən çox ziyan görəcək motor hissəsidir, buna görə də bunun üçün ən yaxşı materialdan hazırlanması vacibdir. Ən ucuz Çin mühərrikləri ağır qəzada asanlıqla deformasiyaya uğrayan 6061 alüminiumdan hazırlanır, buna görə də uçarkən asfaltdan uzaq durun. Mühərriklərin daha üstün tərəfi 7075 alüminiumdan istifadə edir ki, bu da daha çox dayanıqlıq və daha uzun ömür təmin edir.

Quadcopter mühərriklərində son tendensiya, möhkəm bir şaftdan daha yüngül və böyük struktur gücünə malik olduğu üçün içi boş bir titan və ya polad milə sahib olmaqdır. Bərk bir şaftla müqayisədə, müəyyən bir uzunluq və diametr üçün boş bir mil daha az çəkiyə malikdir. Diqqətimiz çəki azaltma və xərclərin azaldılmasıdırsa, içi boş şaftlarla davam etmək yaxşı bir fikirdir. Boş şaftlar, bərk şaftlara nisbətən burulma yüklərini götürməkdən daha yaxşıdır. Əlavə olaraq, titan şaft polad və ya alüminium şaft qədər asanlıqla soyulmayacaq. Sərtləşdirilmiş polad, əslində, bu içi boş şaftlarda istifadə olunan bəzi titan ərintilərindən daha çox funksional gücü baxımından daha yaxşı ola bilər. Bu, həqiqətən müzakirə olunan xüsusi ərintilərdən və istifadə olunan sərtləşdirmə texnikasından asılıdır. Hər iki material üçün ən yaxşı vəziyyət olduğunu düşünsək, titan daha yüngül, lakin bir az daha kövrək olacaq və sərtləşdirilmiş polad daha sərt, lakin bir az daha ağır olacaq.

Addım 7: İstinadlar/ Resurslar

Xüsusi quadcopter mühərriklərinə son dərəcə ətraflı test və baxış üçün YouTube -da EngineerX -ə baxın. Ətraflı statistika göndərir və müxtəlif pervaneli mühərrikləri dəzgahlarda sınaqdan keçirir.

FPV yarış/sərbəst dünya haqqında maraqlı nəzəriyyələr və digər əlavə məlumatlar üçün KababFPV -ə baxın. Quadcopter texnologiyası haqqında təhsil və intuitiv müzakirə üçün dinləyən ən böyük insanlardan biridir.

www.youtube.com/channel/UC4yjtLpqFmlVncUFE…

Bu fotoşəkildən zövq alın.

Ziyarət etdiyiniz üçün təşəkkür edirik.