Обзор двигателя 5315-420 кВ: данные испытаний тяги 8,4 кг для сельскохозяйственных дронов

Этот Бесщеточный двигатель для дрона 5315-420 кВ является основной моделью компании Pi Thrust в сегменте беспилотных летательных аппаратов для сельскохозяйственного опрыскивания и промышленных БПЛА с высокой грузоподъемностью. На нашем испытательном стенде с трехлопастным винтом модели 1507-3 при напряжении 8S (32 В) он продемонстрировал 8 287 г тяги при полном открытии дроссельной заслонки — и обеспечивал эффективность на уровне более 6,7 г/Вт в режиме крейсерского полета. Это означает, что гексакоптер способен поднять общий вес 48 кг, причем у него останется запас мощности. В этом обзоре приводятся реальные цифры, а не маркетинговые заявления.

Краткий обзор технических характеристик модели 5315-420KV

Прежде чем перейти к результатам испытаний, давайте разберемся, что входит в комплект каждого агрегата модели 5315-420KV: статор, изготовленный из стали Kawasaki, эмалированный провод, рассчитанный на температуру 220 °C, и алюминиевый корпус из сплава 6061T6.

Результаты испытаний тяги в реальных условиях (8S / пропеллер 1507-3)

Все измерения проводились на нашем собственном динамометре в Температура окружающей среды 25 °C, используя 1507-3 — трёхлопастной пропеллер из нейлона и стекловолокна — наиболее распространённая комбинация привода для данного двигателя в сельскохозяйственных целях. Напряжение поддерживается на уровне 32 В (номинальное значение 8S) на протяжении всего цикла.

О чём говорят цифры

Оптимальный уровень эффективности находится в диапазоне между Дроссельные заслонки 30% и 50%, при этом двигатель развивает тягу 1 267–2 510 г при показателе 5,85–6,71 г/Вт. Для гексакоптера, работающего от аккумуляторной батареи емкостью 22 000 мА·ч (8S), это означает продолжительность полета в режиме крейсерского полета примерно 35–40 минут с полезной нагрузкой 15 кг — что включает в себя стандартный распылительный бак объемом 10 л плюс вес планера, с которым обычно летают большинство сельскохозяйственных пилотов.

При открытии дроссельной заслонки на 60–70% тяга резко возрастает до 3 822–4 688 g, при этом КПД по-прежнему остается выше 4,9 g/W. Этот запас мощности важен при прорыве сквозь порывы ветра или наборе высоты с полным баком. При открытии дроссельной заслонки свыше 80% кривая КПД резко падает — что типично для любого двигателя с внешним ротором такого размера — но двигатель продолжает работать термостойкость при температуре 70 °C после длительных испытаний на регулировку дроссельной заслонки 30%. Провод с сердечником Kawasaki, рассчитанный на температуру 220 °C, обеспечивает значительный тепловой запас.

420 кВ против 260 кВ — один и тот же двигатель, разные задачи

Модель 5315 выпускается с двумя вариантами обмотки. 420 КВ оптимизирована для 6–8S, тогда как 260 кВ работает на 12S (48 В). Статор и магниты те же — но в варианте с более высоким напряжением пиковая эффективность немного снижается в пользу значительно большей выходной мощности.

Модель 420KV — это практичный выбор для большинства операторов. Она работает от стандартных аккумуляторных батарей 6S или 8S, которые уже есть в вашем парке, и обеспечивает более 8 кг полезной тяги, и обеспечивает КПД выше 5,8 г/Вт во всем диапазоне крейсерской скорости. Модель 260KV предназначена для операторов, которым важен каждый грамм тяги и которые уже используют силовые установки 12S — в частности, для дронов, оснащённых опрыскивателями объёмом 20 л или несущих тяжёлые картографические грузы. Для более подробного ознакомления с архитектурами 12S см. наше руководство по Системы питания для промышленных дронов 12S.

Качество сборки: что находится внутри модели 5315

Модель 5315 начинается с Сердечник статора производства компании «Кавасаки» — а не обычная сталь. Качество ламинирования напрямую влияет на вихретоковые потери, а ориентированная по зерну кремниевая сталь компании Kawasaki обеспечивает более низкие потери в железе при высоких оборотах. Конфигурация с 12 пазами и 14 полюсами обеспечивает плавный ход пульсаций крутящего момента и позволяет работать в практичном диапазоне оборотов для пропеллеров размером 15–17 дюймов.

Использование обмоток Эмалированная медная проволока, рассчитанная на температуру 220 °C — тот же класс изоляции, что и у промышленных сервомоторов. В сочетании с Неодимовые магниты N52H (расчетная рабочая температура — 120 °C) и Герметичные подшипники NSK, модель 5315 разработана с учетом условий эксплуатации при опрыскивании сельскохозяйственных культур: многократных 10–15-минутных полетов, быстрых перепадов температур, а также воздействия химического тумана и пыли.

Корпус представляет собой Алюминий 6061-T6 — тот же сплав, что и в конструкционных элементах самолетов — изготовлен на станке с ЧПУ с габаритами 73 × 62 мм и валом из закаленной стали диаметром 6 мм. Каждый двигатель проходит Испытание катушки на выдерживаемое напряжение 500 В перед отправкой с завода. При весе 348 г, включая силиконовый кабель #14 длиной 500 мм, соотношение мощности к весу при пиковой тяге составляет 23.8:1.

Оптимальные области применения модели 5315-420KV

Дроны для опрыскивания сельскохозяйственных культур (баки объемом 10–16 л)

Здесь модель 5315 чувствует себя как дома. Шестироторная конфигурация с шестью двигателями 5315-420KV развивает суммарную тягу в режиме зависания около 30 кг при положении дросселя 50% — этого вполне достаточно для подъема 12-литрового опрыскивательного бака вместе с насосом, трубопроводами и рамой. Эффективность полёта на уровне 5,85 г/Вт обеспечивает время полёта, достаточное для опрыскивания 1–2 гектаров за один вылет.

Промышленные БПЛА для перевозки тяжелых грузов

При доставке грузов, сбросе грузов в ходе поисково-спасательных операций или обеспечении логистики на строительных площадках максимальная тяга каждого двигателя модели 5315, составляющая 8,4 кг, обеспечивает конструкторам квадрокоптеров общую подъемную силу до 33 кг. С опциональной обмоткой 260 кВ на 12S этот показатель превышает 34 кг.

Картографирование и геодезические изыскания в масштабе

Платформы с фиксированным крылом и вертикальным взлетом и посадкой (VTOL), оснащенные лидарами или мультиспектральными камерами, получают преимущества от высокой эффективности двигателя 5315 при частичной мощности — показатель 6,71 г/Вт при режиме 30% обеспечивает более длительное время нахождения в воздухе над сетками съемки. Низкий ток холостого хода (2,5 А) также снижает потребление энергии во время переходных фаз.

Часто задаваемые вопросы

Какова максимальная тяга двигателя 5315-420KV?

На нашем испытательном стенде с трёхлопастным винтом 1507-3 при напряжении 8S (32 В) двигатель 5315-420KV показал следующие характеристики: 8 287 г при положении дроссельной заслонки 100%. Номинальное максимальное усилие тяги двигателя составляет 8,4 кг (82,4 Н). Фактическое усилие тяги зависит от выбранного вами винта, падения напряжения и высоты над уровнем моря.

Какой пропеллер лучше всего подходит для двигателя 5315-420KV?

Мы тестируем и рекомендуем Пропеллеры диаметром от 15 до 17 дюймов с шагом от 5 до 7 дюймов. Трехлопастной винт 1507-3 (нейлон + стекловолокно), использованный в наших тестовых данных, является наиболее распространённым вариантом для сельскохозяйственных целей. Для картографических платформ, в которых приоритет отдается автономности, а не тяге, двухлопастной пропеллер из углеродного волокна размером 16x5,5 может повысить эффективность полёта до значений выше 7 г/Вт.

420 кВ или 260 кВ — какую обмотку выбрать?

Выберите 420 КВ если вы используете конфигурацию 6S или 8S — это стандарт для большинства сельскохозяйственных дронов, обеспечивающий более высокую эффективность при среднем открытии дроссельной заслонки (5,85 г/Вт при 50%). Выберите 260 кВ Если вы уже используете архитектуру 12S и вам требуется максимальная выходная мощность — при режиме управления 100% двигатель с параметром 260 кВ развивает мощность 5 252 Вт и тягу 8 601 г, однако при этом снижается КПД. См. нашу руководство по выбору двигателя для дрона чтобы ознакомиться с полным пошаговым руководством.

Какой ESC вы порекомендуете для модели 5315-420KV?

Вам нужен ESC с номинальной мощностью не менее 100 А в непрерывном режиме на 8S, чтобы с запасом выдерживать пиковый ток 84,6 А. Мы протестировали модель 5315 с ESC Hobbywing XRotor Pro 100A и Aikon AK32 120A и получили хорошие результаты. Рекомендуем выбирать ESC, поддерживающие FOC (полеориентированное управление) — это снижает нелинейность работы дроссельной заслонки и повышает эффективность работы при частичном открытии дроссельной заслонки на 8–15% по сравнению с традиционным трапециевидным управлением BLDC. Ознакомьтесь с нашей Руководство по совместимости FOC подробнее.

Чем модель 5315 отличается от Pi Thrust 5215?

Этот 5215-420KV — это двигатель с меньшим статором (52 × 15 мм) и примерно таким же показателем KV, развивающий максимальную тягу 5 500 г при мощности 1 213 Вт. Модель 5315 имеет статор диаметром 53 мм с более высоким магнитным пакетом, что позволяет удвоить допустимую мощность до 2 707 Вт и обеспечить дополнительную тягу более 2,7 кг. Если полная взлётная масса вашего дрона с полезной нагрузкой не превышает 12 кг, модель 5215 позволит снизить вес. Для более тяжёлых моделей правильным выбором станет модель 5315.

Можно ли при оформлении оптовых заказов настроить размеры, цвет или разъемы?

Да. Как производитель, реализующий свою продукцию напрямую, компания Pi Thrust предлагает нестандартные обмотки KV, цвет анодированного корпуса, логотипы с лазерной гравировкой и варианты разъемов при заказе от 50 единиц. Стандартный срок изготовления прототипов составляет 7 дней. Свяжитесь с нами и предоставьте технические характеристики.

Приобретите модель 5315-420KV от Pi Thrust

Модель 5315-420KV есть в наличии и отправляется в течение 3 рабочих дней. Каждый двигатель поставляется в комплекте с 12-месячная гарантия с пожизненной технической поддержкой — мы поможем вам подобрать размер пропеллера, выбрать ESC и настроить полетный контроллер с учетом профиля нагрузки, с которым вы летаете.

Как оформить заказ

• Официальный сайт: pithrust.com/product/5315-420kv/ — полные технические характеристики, скачать техническое описание, форма запроса на оптовую поставку
• Alibaba International: diyfpv.en.alibaba.com — заказы на гарантию поставки, наличие образцов
• Электронная почта: info@pithrust.com — технические вопросы, индивидуальные заказы на намотку, оптовые цены
• WhatsApp: +86-198-7242-8734 — самый быстрый ответ по заказам образцов и срочным запросам

Также ознакомьтесь с нашим Полное руководство по выбору двигателей для дронов чтобы узнать, как модель 5315 вписывается в нашу полную линейку продукции, или ознакомиться с нашим сравнением все 7 двигателей Pi Thrust, расположенных рядом.