Anàlisi detallada de les restriccions
1. Tensió (V) i KV del motor
Això representa la limitació més directa i crítica.
Valoració KV del motor: indica l'augment de la velocitat sense càrrega-per cada 1V d'augment de la tensió. Per exemple, un motor de 1000 KV que funciona a 12 V aconseguirà una velocitat de ralentí d'aproximadament 1000 × 12=12000 RPM.
Tensió de la bateria: normalment es denota amb valors "S" (1S=3.7V, 2S=7.4V, etc.)
Relació:
Velocitat real del motor ≈ Tensió de la bateria × Valor KV del motor
Motor d'alt KV + bateria d'alta tensió:Aquesta combinació es tradueix en velocitats del motor extremadament altes i exigències de corrent substancials, superant fàcilment els límits de descàrrega tant de la bateria com de l'ESC, provocant la cremada.
Motor de baix KV + bateria de baixa tensió: aquesta combinació produeix una velocitat del motor insuficient i no genera una empenta adequada. És possible que el dron no pugui enlairar-se o que mostri una mala maniobrabilitat
.
Directrius de concordança:
Els fabricants de motors solen especificar un rang de tensió recomanat. Per exemple, un motor marcat com a "Adequat per a 4-6S" s'hauria de combinar amb bateries que van des de 4S (14,8 V) fins a 6S (22,2 V). Per a requisits d'energia equivalents, una combinació d'alt-voltatge i baix-KV funciona generalment de manera més eficient que una configuració de baix-voltatge i KV alt, ja que consumeix corrents més baixes, reduint les pèrdues de cablejat i la generació de calor.
2. Capacitat de descàrrega de la bateria (classificació C-)VS.Demanda actual del sistema
Això fa referència a la-compromisació entre la "capacitat d'explosió" d'un tren de potència-i la seguretat operativa.
Corrent màxima del sistema: corrent màxima consumida per una combinació única de motor/hèlix a tota velocitat. Intensitat total=Intensitat d'un sol motor × Nombre de motors.
Corrent de descàrrega contínua màxima=Capacitat de la bateria (Ah) × Velocitat de descàrrega (C). Per exemple, una bateria de 5000 mAh (5 Ah) 30C té un corrent de descàrrega contínua màxima de 5 × 30=150A.
Restricció:
Intensitat màxima de descàrrega de la bateria Major o igual a la intensitat màxima total de tots els motors
Si la classificació C-de la bateria és insuficient: quan el drone requereix una gran empenta (p. ex., ascens ràpid, vol a gran-velocitat), la bateria no pot subministrar prou corrent, la qual cosa fa que la seva tensió de sortida caigui bruscament (coneguda com a "caiguda de voltatge"). Això resulta en:
Potència insuficient, que comporta un rendiment de vol degradat.
Reinici del controlador de vol o pèrdua de control, que pot provocar un accident.
Inflor de la bateria, danys o fins i tot incendi a causa d'una descàrrega excessiva.
Bateries amb una taxa de C-excessivament alta: tot i que ofereixen majors marges de seguretat, solen comportar un pes més pesat i un cost més elevat. Cal aconseguir un equilibri entre aquests factors.
3. Capacitat/pes de la bateriaVSDurada/Eficiència del vol
Això representa el compromís perpetu-de la resistència.
Densitat d'energia: una major capacitat de la bateria emmagatzema més energia, allargant teòricament la durada del vol.
Compartiment de pes-: les bateries de més-capacitat són invariablement més pesades.
Relació de restricció:
Temps de vol ∝ Capacitat de la bateria / (potència total del sistema + augment de potència a causa del pes addicional)
Això exemplifica els rendiments decreixents:
Instal·leu una bateria amb un 50% més de capacitat.
Aquesta bateria també és un 50% més pesada.
Per compensar aquest pes addicional, el motor ha de consumir més potència per mantenir el vol.
En última instància, l'augment del temps de vol és molt inferior al 50%, i fins i tot pot disminuir a causa del pes excessiu de la bateria.
Per tant, a l'hora de seleccionar la capacitat de la bateria, cal tenir en compte l'impacte del seu pes en la relació empenta-a-de l'aeronau i l'eficiència del motor. La solució òptima rau a trobar el millor equilibri entre densitat d'energia i pes.
4. Plataforma d'eficiència
L'eficiència del motor varia segons les diferents velocitats de rotació i càrregues. Posseeix un "rang d'eficiència màxima".
Funció de la bateria: per subministrar una tensió adequada que permeti que el motor funcioni amb precisió dins del seu rang d'eficiència màxima durant les aplicacions habituals de l'accelerador (p.
Restriccions: una selecció inadequada de la tensió de la bateria pot fer que els motors funcionin amb una eficiència baixa durant el vol, convertint una energia elèctrica substancial en calor en lloc d'empenta, reduint així dràsticament la durada del vol.
II. Exemples pràctics d'intercanvi-
Drones de carreres FPV:
Objectiu: màxima relació empenta-a-pes i maniobrabilitat.
Selecció: normalment empra motors d'alt -KV (p. ex., 2000KV+) combinats amb bateries 4S o 6S d'alta-C i capacitat- mitjana (p. ex., 1300-1800mAh). Sacrifica la resistència per poder explosiu.
Drones de fotografia aèria:
Objectiu: Ampliar la resistència i l'estabilitat de vol.
Elecció: normalment empra motors de -KV baix (p. ex., diversos centenars de KV) combinats amb bateries d'alta-tensió (6S) i d'alta-capacitat (p. ex., 5000 mAh +) amb una alta densitat d'energia. Aquest enfocament d'alta-tensió i baixa-corrent millora l'eficiència general i, per tant, allarga la durada del vol.
Drones lleugers/{0}}de nivell inicial:
Objectiu: Control de costos i funcionament simplificat.
Selecció: utilitzeu bateries de baixa -tensió (2S-3S) emparellades amb els corresponents motors KV mitjà-alt. La potència i les demandes actuals del sistema són relativament baixes, la qual cosa imposa menys requisits estrictes a la bateria i l'ESC.
La relació interdependent entre les bateries dels drons i els motors constitueix fonamentalment un repte de disseny col·laboratiu entre el sistema energètic i el sistema de propulsió.
