加载中…如何测量无人机电机和螺旋桨的效率？
(2022-06-13 09:40:47)
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无人机测试无人机动力测试台 |
分类： 无人机/eVTOL测试 |
为什么要测试电机和螺旋桨？
首先要确认我们和最终用户的需求是什么？因为它将帮助我们发现哪些内容需要优化：
- 是否希望增加无人机不间断航拍的续航时长？
- 是否希望增加无人机的净载荷？
- 是否需要加大拉力来更快的飞行并提升强风环境飞行的可操控性？
- 是否存在过热问题，并希望最大限度地降低故障率？
- 除了考虑无人机的自重和净载荷，如何根据其具体应用来选择动力系统？
下面我们将使用1585系列测试台来逐一解答上述关心的问题。
【我们需要测量无刷电机的哪些具体参数？】
通过测量以下技术参数可以全面地描述电机性能：
- 电压(V)
- 电流(A)
- 油门输入(%)
- 电机负载或扭矩(Nm)
- 转速(RPM)
【无刷电机的计算】
测试台配备的软件会自动计算以下参数：
- 机械功率 (Watts) = 扭矩 (Nm) * 转速 (rad/s)
- 电功率 (Watts) = 电压 (V) * 电流 (A)
- 电机效率 = 机械功率 / 电力
请注意，上述公式中电机和螺旋桨的机械功率相同，因为螺旋桨直接连到电机上面，电机把所有机械动力都输出到螺旋桨上面。
【整体系统】
系统的整体性能取决于电机和螺旋桨的平衡组合，如果这两个部分不能很好地匹配在一起，系统整体的效率也会变得低效。电机和螺旋桨有一个共同的链接（轴），据此整体系统效率计算如下：
系统效率 (g/Watts) = 螺旋桨效率 (g/Watts) *
电机效率
其中系统效率以克/每瓦电功率为单位。更换效率更高的电机、螺旋桨或者高效率的ESC，都将有助于提升系统的整体效率。
需要说明的是，系统效率值仅代表特定条件下的命令输入和机械负载。所以现实情况下，用户需要输入一系列的命令并使用不同机械负载下的螺旋桨来测试您的电机。
【如何来测量所有的相关性能参数？】
通过1585系列测试台，用户可以同时记录电压、电流、扭矩、拉力和电机速度等测量值，同时控制电机的油门。通过上述直接测量结果，我们可以计算得到电功率和机械功率，从计算出系统的整体效率。
【静态测试标准程序】
这里我们只讨论静态测试，暂时不进一步讨论角加速度、预估失速扭矩等动态测试项目。在开始测试之前，我们建议：
- 选用推进式螺旋桨，并使用电机安装板减少地面的影响
- 确保螺旋桨与同房间测试人员的安全距离
- 为测试台的所有测量项设置阈值的自动切断开关功能
最后提供一个简单而有效的小建议：测试期间缓慢步进增加油门，并在每一步后记录一个样本，并在每一次取样之前，让系统先保持几秒钟稳定。
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