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标题: 单、双层桨效率的测试分析-----DIY—简易电/桨效率测试平台（二） [打印本页]
作者: hsp2008 时间: 2015-5-1 10:59
标题: 单、双层桨效率的测试分析-----DIY—简易电/桨效率测试平台（二）
本帖最后由 hsp2008 于 2015-5-1 11:05 编辑
单、双层桨效率的测试分析
DIY—简易电/桨效率测试平台（二）
上期 DIY—简易电/桨效率测试平台（一） 电/桨组合效率测试
请穿越：http://bbs.5imx.com/BBS/forum.php?mod=viewthread&tid=1062836&page=1&extra=#pid15773944
玩双层桨多轴，最主要的目的是能提高安全性和稳定，在不增加飞行器体积的情况下能大幅度增加载机的有效载荷。但由于增加了一倍的动力系统（电调、电机、桨、线材和固定座等）设备，载机的自身重量也会有很大的增加。
就电桨效率而言，众所周知，一般情况下，无刷电机处于较低的电流状态，能获得较高的效率，随着工况电流的增大，效率会逐渐降低。
双电机同轴双层桨，除了可大幅度提高载机的载荷外，还有个优势，就是能使电机尽可能处于较低的工作电流状态，无疑会提高电机的输出效率和延长电机寿命。
由于增加了双动力设备的自身重量，增加的那部分动力就需要抵消增加部分的重量，还有层桨间扰流的影响，究竟能获得的多少真正的有效动力，相比单层桨，力效是增加还是降低，降低多少？是魔友们一直困惑的问题。
从测试结果表中可见：
1、单层桨：下桨力效略高于单层上桨；
2、相同电机共轴双层桨：上下桨采用1340+1552；不同尺寸、不同螺距的桨，在效率上没有什么意义；
3、共轴双层桨：在等同工作电流下共轴双电双桨看起来貌似拉力要高于单桨，如果将工作电流和拉力都除以二，则得到的是单电机的工作电流及拉力；
对比同等电流下的单层桨工况，拉力显然要低，效率降低了17%左右，这是个客观的数据，究其原因与层桨间扰流不无关系。
还有一种算法，就是用双层桨拉力减掉动力部分增加的重量，得到实际有效的净增加拉力。以上述JF-4108-380KV组合为例，估算增加重量为：电机108+电调36+1552折叠桨27+线材等30g=201，则得出如下列表：
(, 下载次数: 118)
从这个结果上看：在低电流下动力损失很厉害，随着电流加大，效率提升至接近单层桨效率，5~9A的常态工作电流下效率可达到单层桨的83~93%间。
比如一台X8多旋翼，用6S10000mah电池，起飞重量6.5KG，那这款电机单电机需要的拉力是813g，约4A的工作电流才能达到悬停平衡，总电流4X8=32A。这个多旋翼的力效=6500/22X32=9.23g/w,悬停时间在18分钟左右。这个结果应是客观现实的。
总而言之，上下层同轴双桨与单层桨模式的在正常工况下约有17%的效率损失，同轴双桨注重的并不是效率，而是大载重、安全和稳定性。
以上数据及分析意见只代表个人理解和分析，理论及思维分析模式也不尽正确。欢迎指正！
数据准确性受设备及环境所限无法保证，仅仅作为个人爱好，奉献给模友共享！
作者: yuyanzt 时间: 2015-5-1 11:23
技术贴
作者: Y3lion 时间: 2015-5-1 12:32
+
技术贴...不知有沒有人用一個馬達上下桨呢?......
作者: 不会飞的蚊子 时间: 2015-5-1 13:10
准备做一个
作者: 北京肥羊 时间: 2015-5-1 21:32
有几个问题不明白，请教楼主
1、以X8和八轴为例，同样尺寸下X8可以上更大的桨，单从桨的选择应该是高于八轴。同轴双桨在悬停状态时效率根据楼主的数据可认为是80%，两者相抵，是否可认为效率上X8与八轴相差不多？
2、安全方面，常见的故障如电机、电调过热烧毁以及射桨，X8相当于在1/4方向上少了50%的动力，主要靠这个轴未故障的电机弥补，这个电机的负载会上升的很快有烧毁的危险，而八轴只是损失了1/8方向的动力，相对来说补救是否会容易一些？另外假如射桨，断裂的桨叶有伤及同轴的好的桨叶，如果这个轴两个桨都挂了，连补救的机会都没有，所以我觉得X8的安全性应该不如八轴。
作者: 盛禧 时间: 2015-5-1 21:50
现在像这样的技术贴是越来越少了，顶楼主的无私奉献
作者: liubin200 时间: 2015-5-2 07:02
好帖，学习了
作者: clark0311 时间: 2015-5-2 07:49
技术贴必须顶！
作者: hyangvon 时间: 2015-5-2 07:57
登陆顶贴
作者: lzycru 时间: 2015-5-2 09:19
在所有共轴双桨的的测试中都有一个很严重的共同问题，那就是没有考虑在使用双桨后，应该使用更大尺寸的桨……
首先相同尺寸的机架，相同电机数，共轴双桨的上桨尺寸上限提升是很明显的……其次，使用共轴双桨后，每个电机在相同电流时桨的阻力更小（因为有另一个电机带来的气流），对于电机这时的负载相当于在使用一个更小尺寸的桨……
所以，测试共轴双桨较为科学的方法应该测试最大电流下电机温度来决定上桨尺寸……然后再测试拉力……
作者: binggdudu 时间: 2015-5-2 09:39
技术贴 要顶
作者: 潜心学习 时间: 2015-5-2 11:17
感谢楼主分享，学习了不少知识。目前我正在组装一架Y6，还有几个配件就完工了。
作者: wanwan2012 时间: 2015-5-2 22:34
间距的影响呢？上下浆间距不同效率差距不小哦
作者: 小哼哼 时间: 2015-5-3 10:27
lzycru 发表于 2015-5-2 09:19 
在所有共轴双桨的的测试中都有一个很严重的共同问题，那就是没有考虑在使用双桨后，应该使用更大尺寸的桨… ...
我觉得上层桨的影响应该不大，主要是下层桨的负荷可能会变小，转速就会提升。其实关于桨的效率，大家都认为大桨的效率高的一个重要原因是：用大桨的转速一般比较低。
同一拉力下，转速越低，所需桨越大，效率也就越高。反之，同理。一般情况下，只要电机和桨的搭配是合适的，不过载，电流低，你会发现在转速4000的时候效率都能达到9g/w。
我觉得要想提高x8结构下层桨的效率，应该通过同时提高下层桨的kv值和增大桨的尺寸的方法来降低转速，保持和上层一样的转速。这样的话x8的效率应该是和米8达到一样的水平了。
作者: 白小淘 时间: 2015-5-3 14:40
用在多轴上还有两大优点，第一可以减轻机架重量，第二在相同的轴距下可以用更大的桨……
作者: hsp2008 时间: 2015-5-3 21:02
1、我的检测结果是，X8比米8X常态工况下力效低了17%（未对比剔除动力系统所占的重量，实际上也许不到17%）；
2、从桨的分布状态上看，米8更有稳定性和安全性上的优势；
3、正如你所想，X8相对米8的最大的优势在于体积较小而重量更轻，可以上更大的桨。其载重性能、安全性、稳定性是对比同轴距多旋翼而言的。
作者: hsp2008 时间: 2015-5-3 21:14
桨尺寸的选择是根据电机性能而定的，为了获得更高的电桨效率，也只能在允许范围内尽可能的使用大桨。电机在最佳的工作电流下才能获得更高的力效，这个工作电流范围是不允许有大的温升的。总之，电桨测试还是需要以厂家的数据为基础。至于上下如何配置，对效能的提升几何，还需继续研究~
作者: lzycru 时间: 2015-5-3 22:04
厂家给的桨效表都是单桨，双桨只能作为参考~~之前试过，4108 380KV电机厂家6S最大上桨15寸最大功率大概300多瓦，但在组成双桨后单电机最大功率只有270瓦的样子，后来换成17寸桨，发现最大功率才只比15寸桨大一点~~
大概解释是：双桨中的桨叶是在同向气流中工作的，此时运动的阻力比单桨时小（就好像被风吹转的风车，不加力他就转，给点力它转的更快；但没风时想转动风车，外加的力不但要推动风车还要推动风）
比如厂家给的表中最大15寸桨，是因为电机在不过热下提供的转矩只能推动15寸桨，但当桨叶在另一个桨带来的气流中运动时，15寸桨叶受到的阻力只相当于14寸甚至13寸桨，而16寸或者17寸才和15寸相当~~
换个说法，平铺8轴，桨的旋转面积是8×π×r2~~X8下桨的旋转面积只有4×π×r2~~小了一半！！还是那8个电机，桨的旋转面积小了，相当于桨尺寸小了~~
作者: 空军1号 时间: 2015-5-8 09:27
作者: tianyify 时间: 2015-5-9 10:28
作者: shukang216 时间: 2015-5-9 15:28
说的很有力
作者: kiggggg 时间: 2015-5-9 21:06
桨增大了，多轴抗风能力降低，动作迟缓。
作者: jonathnzy 时间: 2015-5-14 09:14
学习了，感谢LZ分享！
作者: gunlouti 时间: 2015-6-3 23:18
学习了 楼主测试辛苦，谢谢分享。
作者: Tragedy 时间: 2015-6-12 22:27
顶！楼主辛苦了
作者: 四轴迷曾哥 时间: 2015-6-23 23:12
请问楼主测试双桨的时候，上下桨的转动方向是一致的还是相反的呢？
作者: hsp2008 时间: 2015-6-24 21:32
上下桨转向相反
作者: windasher 时间: 2015-6-24 21:53
作者: lidayan7410 时间: 2015-6-25 15:35
建议把电机和桨倒挂，测试机臂对桨效的影响，有肯定是有的，但不知道有多大，是不是可以忽约不计，图上是园机臂，如果是方的又是什么情况尼、
作者: 四轴迷曾哥 时间: 2015-6-28 12:50
如果是相同的是怎么样的？楼主测试过没？
作者: hsp2008 时间: 2015-6-28 15:46
没有，就单轴而言是不可以的，电机的扭力会造成旋转~
作者: 睡你麻痹起来嗨 时间: 2015-7-12 16:01
厉害，回去我试试 谢谢大神
作者: yangxueso 时间: 2015-7-12 17:36
技术贴定下
作者: solarhk 时间: 2015-8-2 23:52
小弟外行人, 但認為這測試雙槳的模式, 有待改善, 理由如下.
槳的功用, 是把空氣, 由上方抽/拉/扯到下方, 利用上下的氣壓差異, 造成向上力量.
雙層槳的問題是, 上方的槳把空氣作了第一次加速 (應該以轉速 * 螺距?).
下方的槳, 以同一大小, 螺距去把已加速了的空氣, 再加速一次? 只怕成效有限.
或許, 上下方改以不同大小/螺距, 可以改善效能?
例如上方以 1525/1530 為氣流作初級加速,
而下方1555, 令每個電機負荷平均一些, 效率會好些?
作者: 我爱吃炸鸡 时间: 2015-12-28 10:32
作者: load0324 时间: 2016-2-16 20:47
但是这样的话，上层点机坏了之后，下层电机负荷不是要增大，岂不是很快下层电机也会跟着烧毁，安全系数会有所下降吧？
作者: hsp2008 时间: 2018-5-15 17:01
相同电机共轴双层桨：上下桨采用1340+1552；不同尺寸、不同螺距的桨，在效率上貌似没有什么意义；
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