การวิเคราะห์ข้อจำกัดโดยละเอียด

1. พิกัดแรงดันไฟฟ้า (V) และมอเตอร์ KV

นี่แสดงถึงข้อจำกัดที่ตรงประเด็นและสำคัญที่สุด

อัตรา KV ของมอเตอร์: หมายถึงการเพิ่มขึ้นของความเร็ว-โหลดต่อแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น 1V ตัวอย่างเช่น มอเตอร์ขนาด 1,000KV ที่ทำงานที่ 12V จะได้รับความเร็วรอบเดินเบาประมาณ 1,000 × 12=12000 RPM

แรงดันแบตเตอรี่: โดยทั่วไปจะแสดงด้วยค่า 'S' (1S=3.7V, 2S=7.4V เป็นต้น)

ความสัมพันธ์:

ความเร็วมอเตอร์จริง µ แรงดันแบตเตอรี่ × ค่า KV ของมอเตอร์

มอเตอร์ KV สูง + แบตเตอรี่ไฟฟ้าแรงสูง:การรวมกันนี้ส่งผลให้ความเร็วของมอเตอร์สูงมากและความต้องการกระแสไฟจำนวนมาก เกินขีดจำกัดการคายประจุของทั้งแบตเตอรี่และ ESC ได้อย่างง่ายดาย ทำให้เกิดอาการไหม้

มอเตอร์ KV ต่ำ + แบตเตอรี่แรงดันต่ำ: การรวมกันนี้ทำให้ความเร็วมอเตอร์ไม่เพียงพอ จึงไม่สามารถสร้างแรงขับที่เพียงพอ โดรนอาจไม่สามารถบินขึ้นหรือแสดงความคล่องตัวได้ไม่ดี

.

แนวทางการจับคู่:

โดยทั่วไปผู้ผลิตมอเตอร์จะระบุช่วงแรงดันไฟฟ้าที่แนะนำ ตัวอย่างเช่น มอเตอร์ที่มีเครื่องหมาย 'เหมาะสำหรับ 4-6S' ควรจับคู่กับแบตเตอรี่ตั้งแต่ 4S (14.8V) ถึง 6S (22.2V) สำหรับความต้องการพลังงานที่เท่ากัน โดยทั่วไปการใช้-แรงดันไฟฟ้าต่ำ-KVรวมกันจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าต่ำ- KV สูง เนื่องจากดึงกระแสไฟฟ้าได้ต่ำกว่า ช่วยลดการสูญเสียสายไฟและการสร้างความร้อน

2. ความจุการคายประจุของแบตเตอรี่ (พิกัด C-)VS.ความต้องการปัจจุบันของระบบ

เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยน-ระหว่าง-ความสามารถในการระเบิดของขบวนรถพลังงานกับความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน

กระแสสูงสุดของระบบ: กระแสสูงสุดที่ดึงโดยมอเตอร์/ใบพัดเดี่ยวรวมกันที่คันเร่งเต็มที่ กระแสรวม=กระแสมอเตอร์ตัวเดียว × จำนวนมอเตอร์

กระแสคายประจุต่อเนื่องสูงสุด=ความจุของแบตเตอรี่ (Ah) × อัตราการคายประจุ (C) ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ 5000mAh (5Ah) 30C มีกระแสคายประจุต่อเนื่องสูงสุดที่ 5 × 30=150A

ข้อจำกัด:

กระแสคายประจุสูงสุดของแบตเตอรี่ มากกว่าหรือเท่ากับกระแสสูงสุดรวมของมอเตอร์ทั้งหมด

หากระดับ C- ของแบตเตอรี่ไม่เพียงพอ: เมื่อโดรนต้องการแรงขับสูง (เช่น การขึ้นอย่างรวดเร็ว การบินด้วยความเร็วสูง-) แบตเตอรี่ไม่สามารถจ่ายกระแสไฟได้เพียงพอ ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตลดลงอย่างรวดเร็ว (เรียกว่า 'แรงดันไฟฟ้าตก') ส่งผลให้:

พลังงานไม่เพียงพอ ส่งผลให้ประสิทธิภาพการบินลดลง

ตัวควบคุมการบินรีบูตหรือสูญเสียการควบคุม ซึ่งอาจเป็นสาเหตุให้เกิดความผิดพลาดได้

แบตเตอรี่บวม เสียหาย หรือแม้แต่ไฟไหม้เนื่องจากการคายประจุมากเกินไป

แบตเตอรี่อัตรา C- สูงเกินไป: แม้ว่าจะมีความปลอดภัยมากกว่า แต่โดยทั่วไปแล้วแบตเตอรี่เหล่านี้จะมีน้ำหนักมากกว่าและมีค่าใช้จ่ายสูงกว่า ต้องมีความสมดุลระหว่างปัจจัยเหล่านี้

3. ความจุ/น้ำหนักของแบตเตอรี่VSระยะเวลาการบิน/ประสิทธิภาพ

นี่แสดงถึงการแลกเปลี่ยน-อย่างถาวรเกี่ยวกับความอดทน

ความหนาแน่นของพลังงาน: ความจุของแบตเตอรี่ที่มากขึ้นจะกักเก็บพลังงานได้มากขึ้น ซึ่งตามทฤษฎีแล้วจะช่วยยืดระยะเวลาการบินได้

น้ำหนักที่ลดลง-: แบตเตอรี่ที่มีความจุสูงกว่า-จะหนักกว่าอยู่เสมอ

ความสัมพันธ์ที่จำกัด:

เวลาบิน ∝ ความจุของแบตเตอรี่ / (กำลังรวมของระบบ + กำลังเพิ่มขึ้นเนื่องจากน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น)

นี่เป็นตัวอย่างที่แสดงให้เห็นถึงผลตอบแทนที่ลดลง:

คุณติดตั้งแบตเตอรี่ที่มีความจุเพิ่มขึ้น 50%

แบตเตอรี่นี้ยังหนักกว่า 50%

เพื่อชดเชยน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นนี้ มอเตอร์จะต้องใช้พลังงานมากขึ้นเพื่อรักษาความสามารถในการบิน

ท้ายที่สุดแล้ว การเพิ่มเวลาบินยังไม่เพียงพอถึง 50% และอาจลดลงด้วยซ้ำเนื่องจากน้ำหนักแบตเตอรี่มากเกินไป

ดังนั้น เมื่อเลือกความจุของแบตเตอรี่ เราต้องคำนึงถึงน้ำหนักที่ส่งผลต่ออัตราส่วนแรงขับ{0}}ต่อ-น้ำหนักและประสิทธิภาพของมอเตอร์ของเครื่องบิน ทางออกที่ดีที่สุดอยู่ที่การหาสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างความหนาแน่นของพลังงานและน้ำหนัก

4. แพลตฟอร์มประสิทธิภาพ

ประสิทธิภาพของมอเตอร์จะแตกต่างกันไปตามความเร็วในการหมุนและโหลดที่แตกต่างกัน มันมี 'ช่วงประสิทธิภาพสูงสุด'

ฟังก์ชั่นแบตเตอรี่: เพื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมทำให้มอเตอร์ทำงานได้อย่างแม่นยำภายในช่วงประสิทธิภาพสูงสุดในระหว่างการใช้งานคันเร่งทั่วไป (เช่น โฉบเฉี่ยว ล่องเรือ)

ข้อจำกัด: การเลือกแรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้มอเตอร์ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพต่ำระหว่างการโฉบลง ซึ่งแปลงพลังงานไฟฟ้าจำนวนมากให้เป็นความร้อนแทนที่จะเป็นแรงผลัก ดังนั้นจึงลดระยะเวลาการบินลงอย่างมาก

ครั้งที่สอง ตัวอย่างการแลกเปลี่ยนเชิงปฏิบัติ-

โดรนแข่ง FPV:

วัตถุประสงค์: สุดยอดแรงขับ-ต่อ-อัตราส่วนน้ำหนักและความคล่องแคล่ว

ตัวเลือก: โดยทั่วไปแล้วจะใช้มอเตอร์-KV สูง (เช่น 2000KV+) จับคู่กับแบตเตอรี่ 4S หรือ 6S สูง-C ปานกลาง- (เช่น 1300-1800mAh) เสียสละความอดทนเพื่อพลังระเบิด

โดรนถ่ายภาพทางอากาศ:

วัตถุประสงค์: เพิ่มความทนทานและเสถียรภาพในการบิน

ทางเลือก: โดยทั่วไปจะใช้มอเตอร์-KV ต่ำ (เช่น หลายร้อย KV) จับคู่กับแบตเตอรี่-แรงดันไฟฟ้าสูง (6S) ความจุสูง- (เช่น 5000mAh+) ที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง วิธีการ-แรงดันสูงและต่ำ-ในปัจจุบันนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม ซึ่งจะช่วยยืดระยะเวลาการบินให้ยาวนานขึ้น

น้ำหนักเบา/ระดับเริ่มต้น-โดรนระดับ:

วัตถุประสงค์: การควบคุมต้นทุนและการดำเนินงานที่ง่ายขึ้น

ตัวเลือก: ใช้แบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าต่ำ- (2S-3S) จับคู่กับมอเตอร์ KV ปานกลาง-ถึงสูงที่สอดคล้องกัน ความต้องการพลังงานและกระแสไฟของระบบค่อนข้างต่ำ ทำให้ข้อกำหนดที่เข้มงวดน้อยลงสำหรับแบตเตอรี่และ ESC

ความสัมพันธ์ที่พึ่งพาอาศัยกันระหว่างแบตเตอรี่โดรนและมอเตอร์โดยพื้นฐานแล้วก่อให้เกิดความท้าทายในการออกแบบร่วมกันระหว่างระบบพลังงานและระบบขับเคลื่อน