드론 모터 스러스트 단계별 가이드를 계산하는 방법

 

이전 기사에서, 우리는 모터가 드론의 핵심 전력 시스템이라고 반복적으로 언급했습니다. 드론은 드론이 날 수 있는지, 공기 중에 얼마나 안정적인지, 무게를 운반 할 수 있는지, . 당신이 이미 알고있는 시간을 결정합니다.브러시리스 DC 모터 (BLDC), 드론 모터의 작동 방식, 그리고다른 유형의 드론 모터를 선택하는 방법 .

 

이제 또 다른 주요 매개 변수를 자세히 살펴볼 때입니다. Strust .

 

추력은 드론이 이륙하고 호버 할 수 있는지 여부를 결정하고 카메라, 매핑 모듈,로드화물 및 기타 미션 장비를 장착 할 수 있는지 여부를 결정합니다. ..

 

불충분 한 추력 → 날 수 없습니다. 너무 많은 추력 → 에너지를 폐기하고 내구성을 단축시킵니다 .

적절한 추력으로 만 모터, 프로펠러, 전기 속도 컨트롤러 및 배터리는 안정적이고 효율적인 시스템을 형성 할 수 있습니다 .

 

다음 섹션에서는 추력, 모터 파워 계산, 추력 대량 비율 권장 사항, ESC 일치하는 메소드에 이르기까지 스러스트 평가의 핵심 아이디어를 단계별로 가르쳐 줄 것입니다.

 

물리학에서 추력은 물체를 앞뒤로 밀어 넣는 힘이며, 그 단위는 일반적으로 드론 산업에서 뉴턴 (n) 또는 그램 (g)/킬로그램 (kg) .입니다. 우리는 더 자주 "그램"또는 "킬로그램"을 사용하여 모터의 추력을 측정하기 위해 더 자주 사용합니다.

 

1. 추력의 기본 정의

스러스트=특정 입력 전력에서 모터 + 프로펠러 상향 힘

 

예를 들어:

모터가 1000g의 추력을 생성하는 경우 정적 조건에서 1kg 미만의 무게를 "들어 올릴 수 있습니다 .

 

쿼드 콥터의 각 모터의 추력은 1000g이고 총 추력은 4000g (4kg)이며 이론적으로 2kg의 최대 이륙 중량 (2 : 1) .의 최대 이륙 중량을 지원할 수 있습니다.

이 값은 항공기의 "이륙 기능"및 "로드 용량".과 직접 관련이 있습니다.

 

2. 정적 추력 대 동적 추력

실제 응용 분야에서 우리는 종종 정적 추력과 동적 추력을 구별합니다.

유형	정의	테스트 방법
정적 추력	스틸 공기에서 모터 + 프로펠러에 의해 생성 된 추력	추력 테스트 플랫폼에 배치됩니다
역동적 인 추력	모터 + 프로펠러가 비행/운동에서 제공 할 수있는 추력	풍동 또는 공중 측정 (더 복잡한)

우리가 자주 이야기하는 모터 스러스트 값은 일반적으로 "정적 추력"을 나타냅니다. 이는 모터 제조업체가 테스트하고 게시 한 표준 데이터 .입니다.

 

3. 추력 대량 비율 : 모터 선택의 주요 표시기

추력 대량 비율=Total Strust ÷ 이륙 중량은 비행 성능을 평가하는 데 중요한 지표입니다.

비행 사용	추천 스러스트 대 중량 비율	설명
항공 사진/매핑 드론	2:01	호버링 및 하중 안정성을 보장하십시오
산업 정찰/고지 운영	2.5:1 ~ 3:1	공기압/환경의 변화에 대처하기 위해 중복성을 향상시킵니다
레이싱 FPV 드론	4:1 ~ 6:1	빠른 가속 및 강렬한 기동은 높은 추력 대량 비율이 필요합니다.

예를 들어, 이륙 중량이 1500g 인 항공 사진 드론의 경우 권장되는 총 추력은 약 3000g이므로 각 모터가 750g 이상의 정적 추력 .을 제공 할 수있는 솔루션을 선택해야합니다.

 

모터 스러스트 생성의 메커니즘을 이해하려면 기본적인 물리적 관계를 이해해야합니다.

모터 파워 (w)=전압 (V) × 전류 (a)

 

추력의 생성은 본질적으로 모터가 일정량의 전력을 소비 한 후 프로펠러를 통해 공기를 가속하여 상향 반응력을 생성하여 추력이 커질수록 전력 소비량이 높을수록 전류가 커지고 온도가 더 빨라지는 것입니다.

 

1. 전압, 전류 및 전력의 영향력

매개 변수	충격 진술
전압 (V)	전압이 높을수록 전류가 동일 할 때 전력 출력이 높아집니다.→ 대형 추력 플랫폼에 더 적합합니다
현재 (a)	모터의 전류 하중 강도 . 부하가 클수록 전력이 더 많을수록 온도가 높을수록 . 충분한 ESC .과 일치해야합니다.
전원 (W)	전력이 클수록 이론에서 추력이 커지지만 모터의 한계를 초과하는지 여부와 ESC .

 

예를 들어 단일 파라미터 . 단순히 단순히 전압 또는 전류를 늘리면 과열, ESC 연소, 배터리 전압 강하 또는 비행 제어 손실 .을 유발할 수 있습니다.

 

2. KV 값과 추력의 관계 : "고속"에 의해 혼란스러워하지 마십시오.

KV 값 (rpm/v)은 모터가 부하 조건에있을 때 모터가 도달 할 수있는 속도를 나타냅니다. 예를 들어 입력 전압은 1V .입니다.

 

높은 KV 값 : 고속이지만 낮은 토크, 소형 프로펠러, 조명 하중 및 경주 시나리오에 적합합니다.

 

낮은 kv 값 : 저속이지만 높은 토크, 대형 프로펠러, 큰 추력 및 하중 베어링 플랫폼 .에 적합합니다.

오해 : KV가 높을수록 더 큰 추력을 의미하는 것은 아닙니다 . 실제 추력은 특정 하중 (프로펠러)에서 모터가 지속적으로 출력 할 수있는 전력과 효율성에 달려 있습니다. ..

 

3. 예제 분석 : 같은 플랫폼에서 다른 KV의 추력 차이

예를 들어 두 개의 VSD 모터를 사용하십시오.

모델	KV 값	전압 범위	최대 전력	최대 추력	애플리케이션
2306	2400kV	6S	901W	1683g	FPV 레이싱 머신
3115	900kV	6S~8S	1617W	4185g	멀티 로터 항공 사진

 

동일한 6s 전압의 경우 2306은 고속을 가지고 있지만 추력은 3115.의 추력보다 분명히 낮습니다. 이것은 KV 값이 추력 .에 비례하지 않는다는 가장 좋은 설명입니다.

 

많은 사람들이 .를 생각하는 것처럼 모터 추력 계산은 "형이상학 적"이 아닙니다. .는 정교한 테스트 장비가 없더라도 기본 논리, 참조 데이터 및 합리적인 추정치를 마스터하는 한 모터가 드론 프로젝트에 적합한 지 여부에 대한 예비 판단을 할 수 있습니다 ..

 

우리는 세 가지 수준에서 가르쳐줍니다.

1. 추력 대량 비율 추정 방법 (대부분의 응용 프로그램 시나리오에 적용 가능)

이것은 선택을위한 가장 일반적이고 실용적인 기초입니다.

권장 Total Strust=이륙 중량 × 권장 스러스트 대량 비율

비행 유형	추천 스러스트 대 중량 비율
항공 사진/매핑	2:01
화물/산업 조사	2.5–3:1
경주	4–6:1

 

예:

항공 사진을 위해 쿼드 콥터 드론을 조립하려고합니다 . 완전히로드 된 경우 이륙 중량은 2 . 2 kg입니다.

권장되는 추력 대량 비율은 2 : 1이므로 4 . 4kg (4400g)보다 큰 총 추력이 필요합니다.

그런 다음 각 모터의 최소 추력은 1100g .이어야합니다.

 

2. 테이블 비교 방법 (제조업체 테스트 데이터가있을 때 적용 가능)

VSD 시리즈와 같은 세부 테스트 데이터가있는 모터를 선택하면 최대 정적 추력 매개 변수를 직접 참조하여 필요와 비교할 수 있습니다 ..

모터 모델	권장 전압	최대 추력	권장 최대 부하 (추력 대량 비율 2 : 1)
3115	6S–8S	4185g	보다 작거나 동일합니다2.1kg
2808	6S	2910g	보다 작거나 동일합니다1.45kg
2306	6S	1683g	보다 작거나 동일합니다0.8kg

 

이러한 방식으로 전체 컴퓨터의 부하 요구 사항을 충족하는 모터 범위를 빠르게 필터링 할 수 있습니다 .

 

3. 수동 계산 방법 (자세한 추정 또는 DIY 사용자)

매개 변수에 매우 민감하거나 준비된 스러스트 데이터가없는 경우 다음 관계에 따라이를 추정 할 수도 있습니다.

(1) 전력 방법 추정 :

이론적 추력 ≈ C × √ (전력 × 프로펠러 직경)

여기서 C는 경험적 계수이며, 일반적으로 약 6에서 {{1} 범위 범위의 프로펠러가 클수록 효율이 높을수록 .

 

예 : 최대 모터 파워는 13- 인치 프로펠러 .로 1600W 인 것으로 추정됩니다.

추정 추정은 ≈ 7 × √ (1600 × 13) ≈ 7 × √20800 ≈ 7 × 144 ≈ 1008g입니다.

 

이 방법은 대략적인 추정에 적합하며 실제 추력은 여전히 실제 측정 .을 기반으로해야합니다.

 

필요한 추력 및 모터 모델을 결정한 후에는 다음 단계는 지원 시스템, 특히 ESC 및 배터리 .의 일치를 고려하는 것입니다. ESC 전류가 불충분하고 배터리 출력이 불안정하면 추력이 충분한 경우에도 시스템이 안정적으로 작동하지 않습니다. ..

 

다음은 세 가지 핵심 일치 원칙입니다.

1. ESC 전류는 최대 모터 전류보다 커야합니다.

ESC 전류 등급은 모터의 최대 연속 전류를 1.2 ~ 1.5의 계수를 초과해야합니다

 

실용적인 조언 : 모터의 최대 전류보다 20-50% 높은 ESC를 선택하십시오.

 

예:

VSD 3115 모터, 최대 전류는 약 50a입니다

→ 권장 ESC 전류는 60A 이상 또는 동일합니다.

 

VSD 2306 모터, 최대 전류는 약 35a입니다

→ 권장 ESC 전류는 45A 이상 또는 동일합니다.

 

참고 : 너무 큰 ESC를 선택하는 것은 안전하지만 체중과 전력 소비를 증가시켜 효율성 폐기물 .을 초래할 수 있습니다.

 

2. 배터리 전압은 모터 KV 값과 사용 환경과 일치해야합니다.

KV 값은 사용해야하는 S 배터리 수를 결정합니다 (1s=3.7 v) . 잘못된 배터리 전압을 선택하면 스러스트가 충분하지 않거나 과부하가 충분하지 않거나 오버로드 및 번 아웃 .

KV 범위	권장 배터리 S 번호	응용 프로그램 제안
800–1000kV	6S ~ 8S	중간 규모의 대규모 항공 사진/측량
1300–1500kV	4S ~ 6S	멀티 로터 플랫폼
1800kV 이상	4S ~ 6S	FPV 경주, 가벼운 항공기

 

예:

VSD 4720 모터, 420kv → 6s ~ 8s 권장

VSD 2808 모터, 1500kV → 6s 권장

VSD 2306 모터, 2400kV → 4S 또는 6S 권장 (작업 요구 사항에 따라 다름)

 

3. 프로펠러 크기는 스러스트 효율 및 시스템 부하에 영향을 미칩니다

프로펠러 크기가 클수록 토크와 추력이 커지지만 ESC 및 모터의 부담이 커질수록 . 제조업체가 제공 한 테스트 데이터를 기반으로 합리적인 프로펠러 유형 조합을 선택하는 것이 좋습니다 .

 

VSD 모터 케이스와 결합하여 추력 및 지원 시스템 선택을 신속하게 완료하십시오.

이전 섹션에서는 추력, 계산 방법, 전압 전류 관계 및 ESC 및 배터리를 선택하는 방법 . 이제 VSD 드론 모터의 실제 데이터를 사용하여 실용적인 선택 논리 .을 설명합니다.

 

다음은 조명 크로스 컨트리 드론에서 대형 멀티 로터에 이르기까지 다양한 비행 시나리오에 적합한 일치 선택 제안의 일반적인 모델입니다.

모터 모델	KV 값	전압 권장 사항	최대 추력	추천 프로펠러 블레이드	권장 ESC 전류	해당 시나리오
2306 드론 모터	1800–2400kV	4S~6S	1683g	5×4.3×3 3 블레이드 프로펠러	더 크거나 동일합니다40A	FPV 레이싱/ 드론
2808 드론 모터	1300–1950kV	6S	2910g	7-9 인치 프로펠러	더 크거나 동일합니다45A	중간 레이싱/ 소규모 부하 다층
2207 드론 모터	1960kV	6S	1702g	5 인치 프로펠러	더 크거나 동일합니다40A	레이싱 드론
3115 드론 모터	900–1520kV	6S~8S	4185g	13×6.5 프로펠러	더 크거나 동일합니다60A	항공 사진/정찰 드론
2812 드론 모터	900kV	6S	2710g	10-12 인치 프로펠러	더 크거나 동일합니다50A	중간 부하 항공 사진/산업 비행 플랫폼
2807 드론 모터	1350–1750kV	4S~6S	2728g	6-8 인치 프로펠러	더 크거나 동일합니다50A	높은 기동성 멀티 로터 / 유연한 플랫폼
4720 드론 모터	420kv	6S~8S	7232g	15×7×3 또는 13×9×3	더 크거나 동일합니다80~100A	중간 및 대형 항공 조사/상업 플랫폼
5315 드론 모터	380kV	6S~12S	9034g	18×5.5 프로펠러	더 크거나 동일합니다100A	산업 등급 페이로드 드론/배달 플랫폼

 

참고 : 테이블의 ESC 전류 값은 최대 모터 전류 × 1 × 1 . 2 ~ 1.5.보다 크거나 동일하게 권장됩니다. 프로펠러 크기는 테스트 효율 .로드, 비행 시간 및 신체 구조에 따라 미세 조정해야합니다.

 

선택 팁 알림 :

 

배터리 수명에 대해 우려하는 경우 낮은 KV + 대형 프로펠러 조합에 우선 순위를 두어야합니다.

 

폭발력 또는 경주 응답을 찾고 있다면 높은 KV + 소형 프로펠러를 선택하는 것이 더 민첩해질 것입니다.

 

스러스트 성능에 영향을 미치는 현재 병목 현상을 피하기 위해 높은 C- 속도 배터리를 사용하는 것이 좋습니다 .

 

ESC는 장기 중장 부하로 인해 타 오르는 것을 방지하기에 충분한 전류가 필요합니다 .

 

VSD에서는 전력 시스템 선택을 신속하게 완료하고 시행 착오 비용을 줄이는 데 도움이되는 각 모델에 대한 완전한 테스트 데이터 및 지원 권장 사항을 제공했습니다 .

 

자세한 데이터시트, 추력 성능 곡선 또는 맞춤형 전력 시스템 권장 사항이 필요하시면 언제든지 저희 팀에 문의해 주세요. OEM/ODM 고객에게 설계 컨설팅부터 양산까지 완벽한 지원을 제공합니다. OEM/ODM 고객에게 솔루션 매칭부터 양산까지 원스톱 지원을 제공합니다.