מדריך מלא למנועי רחפנים: סוגים, אורך חיים, בחירה ושאלות נפוצות

 

זו השאלה הראשונה שמפגשים מתחילים רבים כאשר הם באים במגע עם מל"טים: "האם מנוע המזל"ט משתמש ב- AC או DC?" במבט ראשון זה נשמע כמו שאלה חשמלית בסיסית, אך הוא כרוך בשילוב של מבנה מנוע, סוג אספקת חשמל ושיטת בקרה .

 

תשובה מהירה: רוב המל"טים משתמשים במנועי DC

ליתר דיוק, מרבית המל"טים משתמשים במנועי DC ללא מברשות (BLDC בקיצור) . הם מופעלים על ידי סוללות ליתיום, אשר פלט מתח DC .ובקר המהירות האלקטרונית (ESC) שולט על הסדר בו מונעים הסלילים התלת פאזיים של המנוע, כדי להניע את הסיבוב של המנוע .

 

בזמן הפעולה, ה-ESC ממיר זרם ישר לאותות תלת-פאזיים דמויי זרם חילופין - בדרך כלל גלים סינוס או גלים מרובעים - כדי להניע את המנוע, אין זה אומר שהמנוע הוא למעשה מערכת זרם חילופין. מערכת אספקת החשמל והבקרה הליבה שלו עדיין מבוססות על לוגיקת זרם ישר.

 

מדוע לא מנוע AC קונבנציונאלי?

מל"טים פועלים על סוללות, כך שאין אספקת AC זמינה .

 

מנועי זרם חילופין הם בעלי תפיסה גבוהה יותר, קשה יותר לשליטה, ולא מתאימים למל"טים קלים;

 

מנועי DC מגיבים מהר יותר, מה שמקל על התאמת במהירות ובקרה על עמדת טיסה .

 

לכן, מהסתגלות אנרגיה לתגובת שליטה, מנועי DC הם הבחירה הטובה ביותר עבור מערכות כוח UAV .

 

במערכות מזל"ט,ניתן לחלק מנועים לשתי קטגוריות: מנועי DC מוברשים ומנועי DC ללא מברשות (BLDC) . למרות השמות הדומים, השניים נבדלים באופן משמעותי במבנה, בביצועים וביישום .

 

מנוע מוברש: מבנה פשוט, אך ביטול בהדרגה

מנועים עם מברשות משתמשים במברשות פחמן וקומוטטורים כדי לשנות את כיוון הזרם. יש להם שיטות בקרה פשוטות ועלויות נמוכות. הם משמשים בעיקר בכמה רחפנים או דגמי צעצוע זולים ובעומס נמוך. יתרון מרכזי הוא הפעלה פשוטה של ​​"חבר והפעל". עם זאת, הם סובלים מבלאי מהיר, יעילות נמוכה יותר וחיי שירות מוגבלים. אורך חיים טיפוסי נע בין 1,000 ל-3,000 שעות, או אורך חיים של כשנה.

 

מנוע ללא מברשות: יעיל יותר והבחירה המיינסטרימית

המנוע ללא מברשות מבטל את מבנה המסיבות המכניות ונשלט על ידי בקר מהירות אלקטרונית (ESC), כך שיש לו את היתרונות הבאים:

אין בלאי מכני, חיי שירות ארוכים יותר;

 

תגובת מהירות מהירה יותר ובקרת טיסה מדויקת יותר;

 

יעילות גבוהה, פחות חום וביצועי חיי סוללה טובים יותר;

 

רעש נמוך, מה שהופך אותם לאידיאליים ליישומים כמו צילום אווירי .

 

בימינו, ממל"טים צרכניים לפלטפורמות תעשייתיות, מנועים ללא מברשות הפכו למיינסטרים המוחלט, המתאימים במיוחד לתרחישים עם עומסים גבוהים, טיסות תכופות ודרישות גבוהות ליציבות .

 

חיי המנוע קשורים ישירות לעלות היציבות והתחזוקה לטווח הארוך של המל"ט . במיוחד בתרחישי טיסה מסחריים או בתדירות גבוהה, עמידות המנוע היא אחת מנקודות המפתח שיש לשים לב אליה בבחירת דגם.

 

מנוע מוברש: חיים קצרים, מתאימים לשימוש חד פעמי או קליל

בשל החיכוך הרציף בין מברשות הפחמן לבין הקומוטטור, המנוע המוברש ייגמר בהדרגה במהלך הפעולה, וכתוצאה מכך מופחת יעילות, ייצור חום מוגבר ובסופו של דבר השפלה של ביצועים . באופן כללי: באופן כללי:

חיי השירות הם בערך 1000 ~ 3000 שעות;

 

אם אתה טס לעתים קרובות, אתה בדרך כלל צריך להחליף אותו בעוד כשנה;

 

מתאים למל"טים בעלות נמוכה או לעיתים רחוקות ציוד הוראה/בידור .

 

מנוע ללא מברשות: חיים ארוכים יותר ויציבים יותר

המנוע ללא מברשות מבטל את מבנה החיכוך הפיזי, ובלאי שלו מרוכז בעיקר בחלק הנושא, כך שהחיים הכוללים ארוכים יותר .אם נעשה שימוש כראוי ותחזוקה בסיסית (כגון איטום, איטום אבק וניקוי רגיל):

חיי השירות יכולים להגיע ליותר מ- 5, 000 שעות, אפילו הרבה יותר חורגים מחיי השירות של הסוללה והמתלה;

 

זה יכול גם לשמור על יעילות ותגובה טובה בפעולה לטווח הארוך;

 

זה מתאים במיוחד לפלטפורמות מל"ט הדורשות אמינות גבוהה, כגון צילום אוויר, חקלאות ובדיקה .

 

כמובן, לא משנה איזה סוג של מנוע, חייו מושפעים גם מהגורמים הבאים:

טיסות עומס ותכופות גבוהות יותר מאיצות את בלאי המנוע .

 

פיזור חום לקוי: טמפרטורות גבוהות רצופות מאיצות את בלאי הנושא;

 

רמת ההגנה: בין אם למנוע יש מבנה אטום למים ועומד אבק קשור להתנגדות הסביבתית שלו .

 

שאלה זו אולי נראית פשוטה, אך היא למעשה קשורה קשר הדוק למבנה המזל"ט . מספר המנועים קובע את יציבות הטיסה, יכולת הטעינה ומורכבות הבקרה של המזל"ט כולו.

 

מל"טים רב-רוטוריים: Quadcopters הם המיינסטרים

המל"טים הצרכנים והמסחריים הנפוצים ביותר הם כמעט כל העיצובים הרו-רוטוריים, המחולקים לקטגוריות הבאות בהתאם למספר המנועים:

שם הדגם	מספר המנועים	תכונות ויישומים
Quadcopter	4	הנפוץ ביותר, המתאים לצילום אווירי, מעבר וטיסה יומית
משושה	6	שיפור יכולת העומס והיתירות לשימוש תעשייתי/חקלאי
אוקטוקופטר	8	יכולת עומס גבוהה, סובלנות לתקלות משופרות, המשמשות לצילום אוויר מקצועי ומדידות
Tri-Rotor / Twin-Rotor	2~3	נראה בעיקר במל"טים קבועים או היברידיים

 

באופן כללי, כל רוטור דורש מנוע. ככל שיהיו יותר רוטורים, כך מערכת הבקרה תהיה מורכבת יותר, אך גם יציבות הטיסה ויכולת הנשיאה ישתפרו.

רחפנים בעלי כנף קבועה: מנוע אחד עד שניים

בניגוד לרחפנים מרובי רוטורים, רחפנים בעלי כנף קבועה משתמשים בדרך כלל במנוע הנעה ראשי אחד בלבד (לפעמים עם מנוע זנב/אנכי להמראה ונחיתה), המתאים לטיסה למרחקים ארוכים ולזמן ארוך יותר, אך בעל דרישות גבוהות יותר לשטח המראה ונחיתה.

 

כמעט כל מי שהשתמש במזל"ט חווה חוויה זו: ברגע שהמנוע מתחיל, המטוס כולו פולט מיד צליל "זמזום" בתדר גבוה, במיוחד במהלך ההמראה וההאצה . אז מדוע מנוע המזל"ט כל כך חזק? המפתח לבעיה הוא לא המנוע עצמו .

 

"מקור הרעש" האמיתי הוא המדחף

המקור העיקרי לרעש במל"טים הוא סערת אוויר וגרירה אווירודינמית הנגרמת על ידי מדחפים מהיר מהיר במהלך סיבוב במהירות גבוהה, ולא הרעש האלקטרומגנטי או המכני של המנוע. במיוחד:

ככל שהמהירות גבוהה יותר, ההפרעה האווירית אלימה יותר והרעש חזק יותר;

 

ככל שהמדחף גדול יותר וככל שהמגרש תלול יותר, כך צליל גזירת הרוח בולט יותר;

 

כאשר טסים במהירות גבוהה או בעומס כבד, על המנוע מומנט פלט במהירות גבוהה, וגורם לרעש להגדיל את .

 

המבנה המוטורי עצמו משפיע גם על הרעש, אך הוא קטן יותר

מנועים ללא מברשות הם בדרך כלל שקטים יותר ממנועים מוברשים מכיוון שאין להם חיכוך מברשת פחמן;

 

שיטת הבקרה רלוונטית גם . לדוגמה, בקרת גל מרובע נוטה לייצר רעש בתדר גבוה יותר מאשר פוק .

 

אך בסך הכל, המנוע עצמו מהווה רק חלק קטן ממקור הרעש .

 

הצעות להפחתת רעש

בחר עיצוב מדחף שקט יותר (e . g . קצה מדחף מעוקל, להבים מפחית רעש);

 

נסה להימנע מטיסות לטענה מלאה לטווח הארוך;

 

שימוש במנועים באיכות גבוהה ו- ESCs גל סינוס יכול להפחית עוד יותר את רעשי המערכת .

 

בחירת המנוע הנכון היא התנאי המוקדם להבטיח טיסה יציבה, בטוחה ויעילה של המל"ט . במיוחד בפלטפורמות טיסה המורכבות בעצמו או בהתאמה אישית, יש לשלב את בחירת המנועים עם פרמטרים מרובים, ולא רק "להסתכל על הכוח".

 

1. ענייני המשקל הכוללים

דחף המנוע חייב להיות מספיק כדי להתגבר על משקל המכונה כולה, כולל הדברים הבאים:

מתלה מטוסים

 

סוֹלְלָה

 

בקרים, GPS, חיישנים ומערכות אלקטרוניות אחרות

 

מטען מטען (E . g . מצלמה, מערכת ריסוס)

 

יחס הדחיפה למשקל המומלץ לרוב הוא 2: 1 עד 3: 1, כלומר:

 

עבור מזל"ט של 2 ק"ג, כל מנוע צריך לספק באופן אידיאלי 1–1 . 5 ק"ג דחף.

 

ב- Quadcopter, כל מנוע חייב לספק לפחות 500 גרם דחף יציב .

 

2. גודל המסגרת קובע את השילוב של המדחף ואת המנוע

מנוע אינו עובד בבידוד-יש לזווג עם גודל המדחף הנכון . גודל המדחפים מוגבל על ידי בסיס הגלגלים ואורך הזרוע של מסגרת המזל"ט.

מדחפים גדולים (כמו אלה הגדולים מ -12 אינץ ') מתאימים למנועים נמוכים ב- KV, המתאימים לצילום אווירי ומשימות נושאות עומס;

 

מדחפים קטנים (כגון 5- אינץ 'ו- 6- אינץ') מתאימים למנועים גבוהים-KV והם מתאימים למירוץ או לתמרונים מהירים .

 

ככל שמבנה המסגרת גדול יותר, כך גודל המנוע גדול יותר וכפי שקיבולת פיזור החום ניתן להשתמש בה, אך משקל המכונה כולה יגדל גם בהתאם .

 

3. פרמטרים אחרים: מתח, זרם ותאימות ESC

המתח המדורג של המנוע חייב להתאים לסוללה (לדוגמה, ניתן להתאים סוללת 6S למנוע התומך במתח 22 . 2V).

 

הזרם המרבי משפיע על בחירת ה- ESC, ויש לשמור את השוליים 20-30%;

 

אם משתמשים בהם עם ESCs בעלי ביצועים גבוהים (כגון ESCS ESCS), מומלץ לבחור מנועים נמוכים עד בינוניים עם תגובה מהירה ומומנט יציב.

 

בעת רכישה או השוואה של מנועי מזלט, הפרמטר "ערך kv" מוזכר לעתים קרובות . אנשים רבים חושבים שככל שה- KV גבוה יותר, כך המנוע חזק יותר וככל שהוא יעוף מהר יותר, אבל זה לא המקרה .

 

מהו ערך KV?

ערך קילו-וולט מתייחס למהירות שהמנוע יכול לייצר בתנאי ללא עומס עבור כל מתח של 1 וולט המופעל (בסל"ד/וולט). לדוגמה, למנוע של 1000 קילו-וולט יש מהירות תיאורטית ללא עומס של 10,000 סל"ד תחת מתח של 10 וולט.

זה משקף את מאפייני המהירות של המנוע, לא את האיכות הכוללת.

 

ערך KV גבוה יותר ≠ מנוע טוב יותר

מנוע KV גבוה: מהירות מהירה, אך מומנט נמוך, המתאים לעומס קל, טיסה מהירה לטווח קצר (כמו מל"טים מירוצים);

 

מנוע KV נמוך: מהירות איטית אך מומנט גבוה, המתאים יותר ליישומים עם עומסים כבדים ודרישות גבוהות לטיסה יציבה (כמו צילום אווירי ומל"טים חקלאיים);

 

בנוסף, ערך ה- KV משפיע גם על סוג המדחפים בהם תוכלו להשתמש:

מנועי KV-KV גבוהים משויכים בדרך כלל עם מדחפים קצרים;

 

מנועי KV נמוכים מתאימים למדחפים גדולים, המסייעים בשיפור הדחף והיעילות .

 

כיצד לקבוע את טווח ה- KV המתאים?

זה תלוי בכמה גורמים:

מתח סוללה: ככל שהמתח גבוה יותר, כך יש להפחית כראוי את המהירות בפועל, וערך ה- KV;

 

גודל להב: להבים גדולים עם KV נמוך, להבים קטנים עם KV גבוה;

 

משימת טיסה: אם אתה זקוק לתמרון, בחר KV גבוה; אם אתה זקוק ליציבות וסיבולת, בחר KV . נמוך

 

מול מגוון רחב של מנועים בשוק, לאנשים רבים יש את השאלה הזו: באיזו מהן עלי לבחור? האם יש מנוע "הכי טוב" אוניברסלי? למעשה, בתחום המל"טים, אין מנוע "הטוב ביותר" לחלוטין, רק זה שמתאים ביותר לצרכי הטיסה שלך, לתנאים מבניים ותקציב .

 

הבסיס הראשון לבחירת מנוע: משקל המכונה

רחפנים כבדים יותר דורשים מנועים חזקים יותר כדי להמריא בצורה חלקה ולשמור על טיסה יציבה. זה כולל לא רק את משקל המסגרת עצמה, אלא גם את משקל הסוללה, מערכת בקרת הטיסה, המדחפים והמטען (כגון מצלמות, מרססים) וכו'.

לאחר קביעת המשקל הכולל, ניתן להסיק את הדחף הכולל הנדרש על ידי המנוע, ולאחר מכן לחשב את טווח הדחף שכל מנוע צריך להיות בו על סמך מספר הצירים.

לדוגמה:

עבור רחפן קוואדקופטר במשקל כולל של 4 ק"ג, מומלץ שהדחף של כל מנוע יהיה לפחות 1.5 ק"ג ~ 2 ק"ג, תוך השארת יתירות מסוימת כדי להבטיח טיסה יציבה.

 

בסיס שני: גודל מתלה

גודל מסגרת המל"ט קובע את אורך המדחפים שאתה יכול להשתמש בהם, אשר בתורו משפיע ישירות על בחירת המנוע:

ניתן לשלב מסגרות גדולות יותר עם מדחפים גדולים + מנועים נמוכים-KV כדי לשפר את היעילות והיציבות;

 

המסגרת הקטנה יותר מגבילה את אורך הלהב וצריך להתאים אותה למנוע KV גבוה כדי להגדיל את המהירות כדי לפצות על הדחף .

 

במילים אחרות, המנוע, המדחפים והמסגרת קשורים זה לזה ולא ניתן לקחת בחשבון בנפרד .

 

הבסיס השלישי: משימת טיסה

לתרחישי משימה שונים יש דרישות ביצועים שונות למנועים:

עבור משימות כמו צילום אווירי ובדיקה, היציבות, הרעש הנמוך ויעילות הסיבולת של המנוע חשובים יותר;

 

מירוצים, מל"טים מעופפים וסצינות אחרות דורשות תאוצה, מהירות התגובה וכוח הנפיץ של המנוע;

 

פלטפורמות כמו חקלאות ולוגיסטיקה דורשות מנועים עם KV נמוך, מומנט גבוה ויכולת עומס גבוהה .

 

אם אתם מחפשים פתרונות מנוע יציבים ואמינים בעלי ביצועים גבוהים עבור סוגים שונים של רחפנים, VSD מספקת דגמים מרובים של מנועים עם רוטור חיצוני ללא מברשות, המכסים מגוון רחב של צרכי יישומים, החל מרחפנים קלים לשטח ועד לצילום אווירי כבד ופלטפורמות חקלאיות.

 

VSD דגמי מנוע מוכרים חמים במבט חטוף:

דֶגֶם	טווח ערך KV	שימושים מומלצים	דחף מקסימלי
5315 מנוע מזל"ט	380KV	צילום אווירי בכיתה תעשייתית/פלטפורמת לוגיסטיקה רב-רוטורית	9034g
4720 מנוע מזלט	420KV	מל"טים חקלאיים/מל"טים	7232g
3115 מנוע מזל"ט	900–1520KV	מדידות בינוניות, צילום אווירי ופלטפורמת טיסה נושאת עומס	4185g
2808 מנוע מזלט	1300–1950KV	מטוסי אוויר מטענים בינוניים ומטוסי אימונים	2910g
2812 מנוע מזל"ט	900KV	פלטפורמת טיסה יציבה של סיבולת רב-רוטורית	2710g
2807 מנוע מזלט	1350–1750KV	פלטפורמה רב-ציר גמישה, בדיקה סביבתית	2728g
2306 מנוע מזלט	1800–2400KV	מל"טים קרוס קאנטרי, מל"טים מירוצים	1683g
2207 מנוע מזלט	1960KV	FPV קל משקל, מטוסים ברמת כניסה	1702g

 

מדוע לבחור במנועי VSD?

מגוון אפשרויות התאמה אישית של KV להתאמה לפלטפורמות מתח שונות (3s ~ 12s)

 

דוח מלא של נתוני הבדיקה והביצועים עבור כל מנוע

 

לפני שעזב את המפעל, הוא עבר בדיקות סטטיות + בדיקת דחף + אימות הזדקנות טמפרטורה גבוהה

 

יכול לספק הצעות תואמות ESC, התאמת מדחף, שירותי OEM/ODM

 

זקוק למפרט מפורט או לייעוץ טכני? אל תהסס לפנות אלינו לקבלת מדריכי מוצר, דוגמאות או ייעוץ טכני . אנו תומכים גם בשיתוף פעולה בפרויקט .