Fırçasız Motor ve Pervane Verimi Nasıl Ölçülür

Yazan: Charles Blouin

Video Eğitim

Motorlarınızı ve pervanelerinizi test etmek, performansınızı değerlendirmenin ve tasarımınızda iyileştirme yapabileceğiniz alanları bulmanın en etkili yoludur.

Bu, verimlilikte iyileştirmeler yapmanızı sağlar ve bu da dayanıklılık, uçuş süresi, faydalı yük kapasitesi ve daha fazlasında doğrudan artışa dönüşür.

Bu makalede motor ve pervane testinin hem nasıl hem de neden yapıldığını ele alacağız.

İçindekiler

1. Motorlarınızı ve Pervanelerinizi Neden Test Etmelisiniz
2. Hangi Parametreleri Ölçmeliyim?
1. Fırçasız motor verimi
2. Pervane verimliliği
3. Genel sistem verimliliği
3. Motorlar ve Pervaneler İtki Standı ile Nasıl Test Edilir
4. Statik Testler için Test Prosedürü
5. Verimlilik Sonuçları Nasıl Kullanılır

Motorlarınızı ve Pervanelerinizi Neden Test Etmelisiniz

Öncelikle kendinize, sizin veya son kullanıcınızın ihtiyaçlarının neler olduğunu sormalısınız. Bu soru önemlidir çünkü hangi parametreleri optimize etmeniz gerektiğini bilmenize yardımcı olacaktır. 

• Daha uzun süre kesintisiz çekim yapmak için daha uzun süre uçmak ister misiniz?
• Daha büyük bir faydalı yük taşımak ister misiniz?
• Daha hızlı gitmek veya güçlü rüzgarlarda manevra kabiliyetini iyileştirmek için daha fazla itki ve güce ihtiyacınız var mı?
• Aşırı ısınma sorunları yaşıyor musunuz ve uygulamanız arıza oranını en aza indirmenizi mi gerektiriyor?

Güç sisteminin nihai seçimi yalnızca hava aracına ve faydalı yüke değil, aynı zamanda uygulamanıza da bağlıdır.

Hangi Parametreleri Ölçmeliyim?

Fırçasız Motor Verimi

Şekil 1: NTM propdrive 35-30 fırçasız motor ve Quantum 13-4 karbon fiber pervane

Bir motoru tam olarak tanımlamak ve verimliliğini belirlemek için aşağıdaki parametreleri ölçmeniz gerekir.

• Gerilim (V)
• Akım (A)
• Gaz girişi (%)
• Motor yükü veya torku (Nm)
• Hız (RPM)

• Mekanik güç (Watt) = Tork (Nm) * Hız (rad/s)
• Elektriksel güç (Watt) = Gerilim (V) * Akım (A)
• Motor Verimi = Mekanik güç / Elektriksel güç

Çıkış hızı, % cinsinden gazın ve Nm cinsinden yükün veya torkun bir fonksiyonudur. Bir motoru tamamen tanımlamak istiyorsanız, onu birden fazla giriş gerilimi ve farklı yüklerle test etmeniz gerekecektir. Gaz, kontrolcü ile değiştirilir ve yük, pervanenin türü ve boyutu ile değiştirilir.

Daha fazla okuma: Fırçasız Motorlar Nasıl Çalışır ve Nasıl Test Edilir

Pervane Verimi

Pervane verimliliğini bulmak için aşağıdaki parametreleri ölçmeniz gerekecektir:

• Hız (RPM)
• Tork (Nm)
• İtki (g)

Bu parametreler şunları belirlemenize olanak tanır:

• Mekanik güç (Watt) = Tork (Nm) * Hız (rad/s) ← motorla aynı
• Pervane verimliliği (g/watt) = İtki (g) / Mekanik güç (Watt)

Mekanik gücün motor ve pervane için aynı olduğunu unutmayın. Bunun nedeni, motorun mekanik güç çıkışının tamamının pervaneye gitmesidir, çünkü pervane doğrudan motor miline bağlıdır.

Genel Sistem Verimliliği

Sisteminizin genel verimliliği, motorunuz ve pervanenizin ne kadar iyi birlikte çalıştığına bağlıdır. Kendi başlarına yüksek verimli bir motor ve pervaneye sahip olsanız bile, iki parça iyi eşleşmezse sisteminiz çok verimsiz olabilir.

Bu parçalar ortak bir bağlantıya (mil) sahip olduğu için genel sistem verimliliği şu şekilde ifade edilir:

Sistem verimliliği (g/watt) = Pervane verimliliği (g/watt) * Motor Verimi

burada sistem verimliliği, elektriksel gücün watt başına gram cinsindendir. Motoru, pervaneyi değiştirmek veya başka bir ESC'ye geçmek, sistem verimliliğini değiştirmeye katkıda bulunacaktır.

Dahası, verimlilik değeri yalnızca belirli bir komut girişi ve mekanik yük için geçerli olacaktır. Uygulamada bu, tam bir verimlilik karakterizasyonu elde etmek için motorunuzu bir dizi komut girişi ve çeşitli pervaneler (mekanik yükü değiştirmek için) ile test etmeniz gerektiği anlamına gelir.

Motorlar ve Pervaneler İtki Standı ile Nasıl Test Edilir

Özetle, motor ve pervane verimini elde etmek için gerilim, akım, tork, itki ve motor hızını eş zamanlı olarak kaydetmeniz gerekir. Bu okumaları birleştirerek elektriksel ve mekanik gücü çıkarabilir, bu da size verimlilik değerlerini verecektir.

Bu testleri gerçekleştirmenin en kolay ve en etkili yolu, motorları ve pervaneleri karakterize etmek için özel olarak tasarlanmış bir ekipman olan itki test standıdır.

Aşağıda tartışılan verileri toplamak için Series 1585 itki test standını (5 kgf/ 2 Nm) kullandık, ancak 500 kgf'ye kadar ölçüm yapan itki test standları da sunuyoruz.

Daha fazla okuma: Drone'unuzun Motorlarını ve Pervanelerini Neden Test Etmelisiniz

Statik Testler için Test Prosedürü

Bu makalede yalnızca statik testleri ele alacağız (dinamik testlerden yani açısal ivmelenme, stall torkunun tahmin edilmesi vb. bahsetmeyeceğiz).

Testlerinize başlamadan önce şunları yapmanızı öneririz:

• Motor montaj plakasını kullanarak yer etkilerini azaltmak için pervanenizi itici konfigürasyona kurun
• Yine yer etkilerinden kaçınmak için pervane ile diğer nesneler arasında makul bir mesafe bırakın
• Odada bulunan kişileri korumak için tüm güvenlik önlemlerini alın
• Herhangi bir parametre güvenli sınırını aşarsa sistemi otomatik olarak kesmesi için itki test standınızı yapılandırın

Basit ama etkili bir test, gazı küçük adımlarla artırmak ve her adımdan sonra bir örnek kaydetmekten oluşur. Her adımda örneği almadan önce sistemin birkaç saniye boyunca stabilize olmasına izin verin.

Makalenin başındaki videoda, gazı 0'dan %100'e 10 adımda manuel olarak nasıl değiştirdiğimizi gösteriyoruz. Bu prosedür, başka bir eğitimde ele alınan RCbenchmark yazılımının otomatik test özelliğini kullanarak da gerçekleştirilebilirdi.

Daha fazla okuma: Fırçasız Motor Nasıl Dengelenir

Verimlilik Sonuçları Nasıl Kullanılır

Çıktı verilerinizi herhangi bir grafik yazılımı kullanarak analiz edebilirsiniz. Aşağıda, yukarıda bağlantısı verilen CSV dosyasından elde edilen veriler kullanılarak oluşturduğumuz bir grafiğin örneği bulunmaktadır.

Burada, itki sistemimizin hangi noktalarda en verimli çalıştığını görmek için pervane itkisi ve mekanik verimliliği karşılaştırdık.

Ardından bu verileri, aynı protokolü ancak farklı pervaneleri kullanarak yapılan diğer testlerden elde edilen verilerle karşılaştırarak motorunuzla en verimli olanı bulabilirsiniz.

Bu verilerle yapabileceğiniz analiz türlerine dair daha fazla örnek için motor ve pervane testleri hakkındaki makalelerimize göz atın.

Sonuç