Domanda:
Perché un drone brushless vola più a lungo?
Jacob B
2020-04-17 02:17:50 UTC
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Ho notato che i droni con motori brushless volano più a lungo di quelli con motori brushless. Perché i droni con motori brushless sono in grado di volare per periodi di tempo più lunghi?

Tre risposte:
#1
+14
Kenn Sebesta
2020-04-17 02:34:21 UTC
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I motori brushless (noti anche come BLDC) sono generalmente [*] più efficienti dei motori CC con spazzole. Una maggiore efficienza equivale a tempi di volo più lunghi per uno stesso pacco batteria.

Tra gli altri motivi:

  • La corrente di spunto al momento della commutazione può comportare scintille (che è un fattore inefficiente spreco di energia), e comunque è un'operazione a regime senza possibilità di ottimizzazione.
  • Le spazzole di carbone hanno una resistenza leggermente superiore, che è una perdita di energia elettrica
  • Le spazzole di carbone comportano una certa quantità di resistenza, che è una perdita di energia meccanica
  • Il campo EM non è facilmente controllabile per ridurre le ondulazioni di coppia, con conseguenti perdite di energia meccanica. Aneddoticamente, puoi sentire queste increspature, soprattutto quando si confrontano gli utensili elettrici che utilizzano motori universali (ad esempio, AC spazzolato avvolto in serie) rispetto a BLDC. I suoni rappresentano energia, a parità di tutte le altre cose, un azionamento più rumoroso è un azionamento meno efficiente.

I motori brushless sono anche facilmente integrati in applicazioni outrunner, il che è appropriato per applicazioni a trasmissione diretta a coppia elevata, come un'elica. Un inrunner ha bisogno di un cambio inefficiente per sviluppare la coppia necessaria per far girare una lama (che potrebbe anche essere complessa, costosa e pesante).

Una conseguenza spesso trascurata dell'efficienza senza spazzole è la generazione di calore. Fondamentalmente, ciò che limita la potenza di un motore è il calore, e produrne meno significa che più energia può essere fornita da un pacchetto più piccolo. Il pacchetto più piccolo significa un peso più leggero, il che equivale a una maggiore autonomia.

Ognuno di questi è piccolo, ma sommati insieme si traducono in un'operazione di drone di gran lunga superiore da brushless a brushed.

[*] Ci sono alcuni motori a spazzole estremamente efficienti (> 95%) là fuori. Tuttavia, l'ingegneria necessaria per ottenere tale alta efficienza è costosa. I motori a spazzole economici prodotti in serie non avranno mai questo tipo di tolleranze, ma i motori brushless sono molto meno sensibili alle imprecisioni di produzione.

#2
+3
Drones and Whatnot
2020-04-17 02:33:28 UTC
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Ci sono molti motivi.

Innanzitutto, ecco cosa sono riuscito a trovare: https://www.popularmechanics.com/home/tools/a8109/whats-so- great-about-brushless-motor-utensili-elettrici /

In questo articolo, puoi vedere che l'aggiunta di spazzole provoca attrito e una caduta di tensione extra. Ciò significa che viene utilizzata più energia per la stessa quantità di lavoro, quindi la batteria non durerà a lungo.

Ora ecco un paio di punti extra dalla mia esperienza:

Spesso, per migliorare la coppia, i motori con spazzole utilizzano ingranaggi. Questi ingranaggi introducono più massa e attrito, diminuendo l'efficienza.

Inoltre, i motori con spazzole vengono generalmente utilizzati per far girare eliche più piccole. Più piccola è l'elica, meno efficiente in generale la maggior parte delle persone nell'hobby le ha trovate (quindi usiamo 7 pollici per il lungo raggio), quindi l'efficienza diminuisce ulteriormente.

#3
+3
Kralc
2020-04-17 02:40:42 UTC
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Su un motore a spazzole, i magneti permanenti sono all'esterno (statore) e gli elettromagneti sono all'interno (sul rotore.) Le bobine sono collegate alla tensione di alimentazione dalle omonime spazzole, che scorrono contro il rotore per contattare diversi estremità degli avvolgimenti mentre passano, cambiando la direzione del campo magnetico. Questo genera attrito e scintille, che a loro volta producono calore, che è energia sprecata. Per gestire efficacemente il calore, il motore potrebbe dover essere realizzato con materiali più robusti, aumentando il peso.

Su un motore brushless le bobine sono permanentemente collegate al regolatore di velocità, che è necessario per cambiare quale le bobine sono eccitate ma questo viene fatto in modo solido che non si accende. Le uniche superfici di attrito sono i cuscinetti che tengono il rotore in posizione, e questi producono un attrito minimo.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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