כיצד פועלים מנועים של רחפנים? DC או AC?

 

עם התפתחות הכלכלה בגובה נמוך, רחפנים עוברים מצעצועים לחובבים לציוד ליבה ליישומים מקצועיים. הם טסים מעל אדמות חקלאיות כדי לרסס חומרי הדברה; הם נוסעים דרך ערים כדי לספק משלוחים מהירים; הם נכנסים עמוק למכרות, יערות ואזורי אסון, ומקבלים על עצמם יותר ויותר משימות תעשייתיות וציבוריות.

 

מאחורי כל זה, יש ליבת כוח מרכזית שקובעת את היעילות, היציבות ואורך החיים של הטיסה - כלומר המנוע. היא מניעה את הלהבים להסתובב במהירות גבוהה, ומספקת כוח עילוי ובקרה, ומאפשרת לרחפן "לעוף" באמת.

 

אז איך עובד מנוע הרחפן? האם הוא משתמש בזרם ישר או בזרם חילופין? מאמר זה יתחיל מהעקרונות הבסיסיים, יעזור לכם להבין את מנגנון הפעולה של המנוע, ויסביר מדוע כמעט כל הרחפנים בוחרים במנועי DC ללא מברשות.

 

המשימה העיקרית של מנועי רחפנים היא להמיר את האנרגיה החשמלית בסוללה לאנרגיה מכנית כדי להניע את המדחף להסתובב במהירות גבוהה וליצור עילוי ודחף. כיום, רוב הרחפנים המרכזיים משתמשים במנועי DC ללא מברשות (BLDC), הנמצאים בשימוש נרחב ברחפנים אזרחיים ומסחריים בשל יעילותם הגבוהה, רעש נמוך ועלויות תחזוקה נמוכות.

1. מבנה המנוע ללא מברשות של רחפן
מנוע טיפוסי ללא מברשות של רחפן מורכב בעיקר מהחלקים הבאים:

סטטור: הוא קבוע ובתוכו סלילים אלקטרומגנטיים תלת פאזיים.

רוטור: מסתובב עם השדה האלקטרומגנטי ובדרך כלל מצויד במגנטים קבועים;

בקר מהירות אלקטרוני (ESC): בקר מהירות אלקטרוני, המשמש לשליטה בכיוון זרימת הזרם כדי להשיג ויסות מהירות מדויק והתנעה.

 

2. עקרון פעולה: הנעה אלקטרומגנטית + בקרה אלקטרונית
עקרון הפעולה של מנועים ללא מברשות מבוסס על אינדוקציה אלקטרומגנטית:

הסוללה מפעילה את ה-ESC;

ה-ESC מחליף מעת לעת את רצף ההפעלה של סלילי הסטטור בהתאם לאות הבקרה;

כאשר הסליל מופעל, נוצר שדה מגנטי מסתובב, אשר מושך או דוחה את המגנטים הקבועים על הרוטור;

הרוטור מסתובב עם השדה המגנטי, ומניע את ציר המנוע והלהבים להסתובב, ובכך מייצר עילוי;

התהליך כולו אינו דורש מברשות מכניות ומסתמך על בקרה אלקטרונית כדי להשיג סיבוב, שהוא יעיל יותר ופחות נוטה לבלאי.

 

3. מדוע חשוב עיצוב ללא מברשות?
בהשוואה למנועים מסורתיים עם מברשות, מנועים ללא מברשות מבטלים את מברשות הפחמן ואת מבנה הקומוטטור, מה שמביא מספר יתרונות מרכזיים:

אורך חיים ארוך יותר: ללא מגע מכני של חלקים, מה שמפחית בלאי;

יעילות גבוהה יותר: פחות אובדן אנרגיה ותגובה מהירה יותר;

רעש נמוך יותר: תהליך הפעולה שקט וחלק;

תחזוקה קלה יותר: אין צורך להחליף באופן קבוע מברשות פחם או לנקות שבבי מברשות.

 

זו שאלה שרבים מתחילים או משתמשים חדשים בענף שואלים לעתים קרובות: "האם המנוע של DC DC או AC?"

 

תשובה ברורה: מל"טים מיינסטרים משתמשים במנועי DC ללא מברשות (BLDC)

נכון לעכשיו, יותר מ- 95% מהמל"טים המולטי-רוטוריים ומל"טים קבועים בשוק מצוידיםמנועי DC ללא מברשות (BLDC), במקום מנועי AC מסורתיים (מנועי AC) .

הערה: חלק ממכונות הצעצועים והפלטפורמות הניסוייות במחיר נמוך עשויות עדיין להשתמש במנועים עם מברשות או סוגים אחרים, כך שההצהרה '100%' אינה בשימוש.

 

למרות ששמו שלמנוע זה כולל את המילה "DC", שיטת ההנעה שלו דומה יותר ל"AC מדומה": הוא משתמש בספק כוח DC (כגון סוללת ליתיום) כאנרגיה, ומשתמש בבקר מהירות אלקטרוני (ESC) כדי להמיר זרם DC לזרם תלת פאזי שממותג ברצף, ובכך יוצר שדה מגנטי מסתובב כדי להניע את הרוטור לסיבוב.

הערה: למרות שאנו אומרים "AC מדומה", מנוע DC ללא מברשות (BLDC) אינו משתמש ב-AC אמיתי. הוא משתמש בבקר מהירות אלקטרוני (ESC) כדי להחליף את כיוון ורצף הזרם בשלוש קבוצות של סלילים בתורן כדי ליצור שדה מגנטי מסתובב ברציפות, ובכך להניע את הרוטור לתנועה. מקור הכוח עדיין הוא למעשה DC, ולכן הוא מסווג כ"מנוע DC".

 

מדוע לא להשתמש במנועי AC

למרות שמנועי AC (כמו מנועי אינדוקציה ומנועים סינכרוניים) נפוצים מאוד בתרחישים תעשייתיים, הם אינם מתאימים לשימוש במל"טים מהסיבות הבאות:

מידות השוואה	מנוע DC ללא מברשות (BLDC)	מנוע AC
התאמת אספקת חשמל	הסתגלות ישירות למערכות אספקת חשמל של DC כמו סוללות ליתיום	דורש כוח AC או מהפך, ניידות לקויה
משקל נפחי	קטן וקל, מתאים לעומסי טיסה	בדרך כלל גדול וכבד
בקרת מהירות	קל לשלוט במדויק במהירות ובכיוון	השליטה מורכבת ומהירות התגובה איטית
יעילות אנרגיה וייצור חום	יעילות גבוהה, ייצור חום נמוך	יעילות אנרגטית נמוכה יחסית ודרישות פיזור חום גבוהות
תרחיש יישומים	מל"טים, כלי חשמל, ציוד מודל וכו '.	ציוד תעשייתי, מכשירי בית, אירועים קבועים

 

BLDC הוא "פיתרון DC" מתאים יותר למל"טים

השתמש בסוללות ➜ מקור האנרגיה הוא DC

שימוש ב- ESC ➜ היגיון בקרה הוא דיגיטלי מאוד

מצב פעולה ➜ הדמה את הקומוטציה התלת פאזית, אך המהות היא עדיין מערכת DC

לכן, משיטת אספקת החשמל, שיטת בקרה לתרחיש שימוש, מנוע DC ללא מברשות הוא ללא ספק סוג המנוע המתאים ביותר לפלטפורמות טיסה של המל"ט .

 

באמצעות מאמר זה, למדתם שמנוע DC ללא מברשות (BLDC) הוא מערכת החשמל המקובלת והאופטימלית ביותר עבור פלטפורמות רחפנים עכשוויות, עם יתרונות רבים כגון יעילות גבוהה, אורך חיים ארוך ורעש נמוך.

 

אם אתם מחפשים מנוע בעל ביצועים גבוהים, אמינות חזקה ויכולת הסתגלות למגוון תרחישי טיסה, סדרת מנועי הרחפנים VSD תהיה בחירה אידיאלית.

 

אנו מתמקדים במחקר, פיתוח וייצור של מנועים בעלי רוטור חיצוני ללא מברשות בעלי ביצועים גבוהים. המוצרים שלנו נמצאים בשימוש נרחב ברחפני מרוצים, פלטפורמות צילום אוויר מרובות רוטורים, רחפני מדידה ובדיקה ברמה תעשייתית וכו'. יתרונות מרכזיים כוללים:

כיסוי טווח מתח מלא: תומך בפלטפורמות מתח מרובות מ-4S עד 12S;

ערכי KV עשירים: מ-380KV עד 2400KV, תוך התחשבות הן בסיבולת והן בפרץ;

עיצוב יחס דחף-משקל גבוה: הדחף המרבי יכול להגיע ל-9 ק"ג, ועומד בדרישות של תרחישי עומס כבד;

פתרונות תמיכה מלאים: מתן הצעות לבחירת ESC, נתוני בדיקה תומכים ותמיכה טכנית בעגינה;

התאמה אישית של תמיכה: שירות OEM/ODM להתאמה למבנה, לפרמטרים ולדרישות הביצועים שלך.

 

המלצת דגם מוטורי פופולרי VSD

דֶגֶם	טווח ערך KV	כוח מרבי	דחף מקסימלי	תרחישי יישומים טיפוסיים
5315 מנוע מזל"ט	380KV	4257W	9034g	רב-רוטור בדרגה תעשייתית, מל"ט עומס גדול
4720 מנוע מזלט	420KV	3037W	7232g	צילום אווירי רב-רוטורי ופלטפורמת מדידות ומיפוי מסחריות
3115 מנוע מזל"ט	900–1520KV	1617W	4185g	צילום אווירי בינוני ופלטפורמת מעופפת גמישה
2306 מנוע מזלט	1800–2400KV	901W	1683g	מל"טים קרוס קאנטרי, מל"טים מירוצים קלים
2808 מנוע מזלט	1300–1950KV	1623.5W	2910g	מטוסים מרובי רוטור/פלטפורמת צילום אווירית תחרותית
2207 מנוע מזלט	1960KV	902W	1702g	מזל"ט מירוץ FPV
2812 מנוע מזל"ט	900KV	1010W	2710g	מל"ט עומס בינוני, פלטפורמת צילום אווירית עם רעש נמוך
2807 מנוע מזלט	1350–1750KV	1436W	2728g	פלטפורמה מעופפת קטנה של תכלות

מוזמנים ליצור איתנו קשר לקבלת מדריכי מוצר מפורטים, דוחות בדיקה או תמיכה בפרמטרים טכניים. VSD מספקת שירותי הגהה לדגימות ועגינה טכנית מקצועית כדי לעזור לפרויקט הרחפן שלכם לנחות במהירות.