无人机组装和选材

无人机

3.3、机架选择_哔哩哔哩_bilibili

无人机组装选型
  1. 机架

机架参数计算公式:(机架轴距 是指对角线长度)

机架轴距 = (桨的英寸 * 25.4 / 0.8 / √2) 2

下面是一些桨和轴距的搭配建议:

10寸桨搭配轴距450MM机架;11寸桨搭配轴距500MM机架

12寸桨搭配轴距550MM机架;13寸桨搭配轴距600MM机架

14寸桨搭配轴距650MM机架(等)

  1. 电机
  • 外转子 无刷电机

定子直径越大,扭力越大‌

外转子:在电机的中心,保持磁平衡。但在力不稳定的情况下,任何微小的位移都会使转子偏离原来的位置,甚至可能完全与定子失去接触。径向位置的悬浮控制用于消除电机转子的偏心位移。

(1)KV值、功率选择:

kv值是衡量电机转速的一个重要参数‌。它表示电机每增加1V电压时,电机空载转速 每分钟增加的次数。具体来说,电机的转速(空载)= kv值 x 电压, 单位:RPM/V‌。例如,kv1000的电机在1V电压下的转速是1000转/分钟,而在10V电压下的转速则是10000转/分钟。‌

低KV值 - 电机内阻大,电流小,转速慢,但转矩大,适合大螺旋桨和高负载;

高KV值 - 电机内阻小,电流大,转速快,相同电压下爆发出来的功率高,拥有很好的极限转速。适合小螺旋桨和高转速。

相对的说KV值越小,效率就越高。

(2)电机型号

如2212,3508,4010,这些数字表示电机定子的直径和高度(单位mm)(注意看是电机定子,不是转子)。

前两位是定子直径,后两位是定子高度,单位是毫米。

前两位越大,电机越宽,后两位越大,电机越高。一般来说,定子越粗,扭力越大,也就是力气越大,至于高度,要看所选机架选择。

(3)功率

根据无人机重量和飞行需求选择,通常每个电机推力为无人机总重1.5-2倍 。

一般来说,电流为3~5A效率高,效率的标注方式是:g/W (克/每瓦)。

电机的功率和拉力并不是成正比的,也就是说50W的时候450g拉力,100W的时候就不是900g了,可能只有700g。

具体效率要看电机的效率表。大多数的电机在3A~5A的电流下效率是最高的。 一般正常飞行时,效率保持在合理的范围内,能够很好的保证续航能力。

  1. 电调(ESC)

电调(tiao)的作用就是将飞控板的控制信号,转变为电流的大小,以控制电机的转速 。因为电机的电流是很大的,通常每个电机正常工作时,平均有3A左右的电流,如果没有电调的存在,飞控板根本无法承受这样大的电流(另外也没驱动无刷电机的功能)。同时电调在四轴当中还充当了电压变化器的作用,将11.1v的电压变为5v为飞控板和遥控器供电。

电调都会标上多少A,如20A,40A 这个数字就是电调能够提供的电流。大电流的电调可以兼容用在小电流的地方,但是小电流电调不能超标使用。

无刷电机要配合无刷电调

  1. 螺旋桨
  • 规格型号

一般由4位数字表示,前两位数表示直径,后两位表示螺距,单位:英寸。

以1060浆为例,10表示桨的直径是10英寸,60表示浆角(螺距,6.0英寸,也就是152.4mm)。

大载重的可以选择碳纤维桨。载重很大的话可以选择榉木桨,不易变形。相同的电机,不同的KV值,用的螺旋桨也不一样,每个电机都会有一个推荐的螺旋桨。相对来说螺旋桨配得过小,不能发挥最大推力;螺旋桨配得过大,电机会过热,会使电机退磁,造成电机性能的永久下降。

四轴飞行为了抵消螺旋桨的自旋,相隔的桨旋转方向是不一样的,所以需要正反桨。正反桨的风都向下吹。适合顺时针旋转的叫正浆、适合逆时针旋转的是反浆。安装的时候,一定记得无论正反桨,有字的一面是向上的(桨叶圆润的一面要和电机旋转方向一致)。

  • 电机与螺旋桨的搭配

螺旋桨越大,升力就越大,但对应需要更大的力量来驱动;螺旋桨转速越高,升力越大;电机的kv越小,转动力量就越大;

综上所述,大螺旋桨就需要用低kv电机,小螺旋桨就需要高kv电机(因为需要用转速来弥补升力不足)如果高kv带大桨,力量不够,那么就很困难,实际还是低俗运转,电机和电调很容易烧掉。如果低kv带小桨,完全没有问题,但升力不够,可能造成无法起飞。

例如:常用1000kv电机,配10寸左右的桨。

  1. 锂电池(充电器)
  • 电池容量: 5200mAh,意味着以5.2A电流放电,可以放1小时。

当然,我们只是这么理解。实际放电时间,需要参考电池厂家提供的相关技术参数。

  • 放电倍率(C值) :确保电池能提供足够的电流。

放电能力: 30C电池,指的是电池的放电能力。对于30C电池,最大持续放电电流 = 电池容量 * 放电C。

例如:5200MA,30C电池,则最大的持续电流就是=5.2X30=156A(安培)。

如果该电池长时间超过156安或以上电流工作,那么电池的寿命会变短。

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