尾馬壽命問題請教-高轉速/小Pitch尾槳 vs 低轉速/大Pitch尾槳

kuntan

小弟說明一下電變的原理~

電變是一個將直流電轉換成交流電的裝置，而電變轉換出來的交流電有不同的電壓及頻率(不是pwm波本身的載波頻率喔)，而基本的電壓及頻率有一定的正比的比例關係，意思是頻率高時電壓高而頻率低時電壓低，基本上這個比例關係就是一條直線，這就是所謂的v/f曲線~

為何會需要這種v/f曲線呢?原因是無刷馬達的線圈就是電感，而電感的等效阻抗跟頻率成正比(等效阻抗XL=2*Pi*F*L，pi:圓周率，F:頻率，L:電感)，所以當頻率高時如果電壓沒有跟著變高電流會下降，頻率低時如果電壓沒有跟著變低電流會太高，所以才需要這種v/f曲線讓馬達在低速到高速之間都維持足夠的電流，馬達才能維持輸出恆定的扭力~

以下是小弟的想法，如果有任何思慮不周之處請各位大大不吝指正喔~

問題1 : 為何低速時馬達跟電變溫度反而會比高速時還高呢?為了提供一樣的推力，轉速低時螺距要大負載高電流就會稍高溫度就稍高，轉速高時螺距小負載稍低電流就會稍低溫度就稍低，不過轉速超過一個極限之後就會因為流體力學的問題又變成重載，溫度就會再飆高了~

問題2 : 為何轉速低時馬達跟電變溫度高反而省電呢?轉速低時的電流雖然稍高可是電變輸出電壓低，轉速高時的電流雖然稍低可是電變輸出電壓高，而輸出功率=輸出電流*輸出電壓(P=IV)，所以整體而言轉速低時的輸出功率比較低，轉速高時的輸出功率比較高，在加上電變的轉換效率的熱損失問題，電變的一次側(電池端)在轉速低時吃的電流比較低，在轉速高時吃的電流比較高，當然就會造成轉速低時比較省電停懸時間長，轉速高時耗電停懸時間短的現象囉~

例如:油門50%時電變電壓大約輸出50%電流大約是120%效率大約是70%，輸出功率是50%*120%/70%=85.7%，油門100%時電壓大約輸出100%電流大約是100%效率大約是80%，輸出功率是100%*100%/80%=125%，當然油門50%就省電，油門100%就耗電囉~

P.S:這只是小弟假設舉例，實飛時會有不同的效率及其他變數造成不同的耗電量~

davidlitmanen

kuntan 發表於 2013年6月8日 12:08 AM
小弟說明一下電變的原理~

電變是一個將直流電轉換成交流電的裝置，而電變轉換出來的交流電有不同的電壓及 ...

吾與kun也。總整理就是這樣，沒有更多了。

linci34000326

後面已經太複雜，小弟等級太低，還是回到最原始的思考好了
大家都一直著眼於馬達的功率，都卡在【讓機子浮起來】所需的P=IV兩邊等來等去
但有注意到【電池】到【機體飛行浮力】的能量轉換，中間發生什麼事我不管，只當一個封閉系統
很明顯50%跟100%所提供的轉換率、量並不相同

白話文就是一樣讓機子浮起來
但100%所作的功並不等於50%所作的功，甚至差了兩倍
是否不能直接以P=IV判斷?

kuntan

davidlitmanen 發表於 2013年6月8日 12:29 AM
吾與kun也。總整理就是這樣，沒有更多了。

呵呵呵~感謝D大認同~

剛剛又地震耶~

chan.chenhao

davidlitmanen 發表於 2013年6月7日 11:17 PM
...可我們不能忽略電變的溫度有巨大差異，正如飛批的39兄所說，同樣的總電流，50%油門與100%油門讓mos承擔的電流卻差了兩倍 ...

0608 0428
重新思考中
可是這邊說兩倍的是瞬間電流, 先不管電壓是要看電池處or馬達處orPWM完or120度...
若是總電流相等, 導通電阻固定為R, 則在MOS上消耗的功率就是I^2R呀...
小弟目前仍覺得以電變溫度來看,經過的電流在75%時會>100%時...
(剛又再重看了一次, 似乎也跟David大的敘述沒有衝突...)

kuntan 發表於 2013年6月8日 12:08 AM
...
例如:油門50%時電變電壓大約輸出50%電流大約是120%效率大約是70%，輸出功率是50%*120%/70%=85.7%，油門100%時電壓大約輸出100%電流大約是100%效率大約是80%，輸出功率是100%*100%/80%=125%，當然油門50%就省電，油門100%就耗電囉~ ...

0608 0428
重新思考中
K大所提的MOS Source/Drain 兩邊看到的電壓是不同的, 先考慮總電流相同的狀況下,
TH50 有50%的時間開啟, 當時電壓為Source電壓:V, 在開啟時會承受200%的電流:2I(因平均電流一樣),
則在一單位內所作的功為V*2I*0.5=VI.
TH100 有100%的時間開啟, 當時電壓為Source電壓:V, 在開啟時會承受100%的電流:I(因平均電流一樣),
則在一單位內所作的功為V*I*1=VI

若TH 50%時電變比TH 100%熱=>TH 50%流經電變的平均電流 > TH 100%的平均電流
=>TH 100開通時電流100% => TH 50%開通時電流 > 200%
=>
油門50%時電變電壓大約輸出50%, (因電變較TH 100熱) 電流大約是200%以上,效率大約是70%，輸出功率是50%*200%/70%=142.85%，油門100%時電壓大約輸出100%電流大約是100%效率大約是80%，輸出功率是100%*100%/80%=125%
=>(效率Factor小弟看不懂為什麼TH 50估70%, TH100 估80%)

最主要的差異是電變較熱=>可確認開通電流約略大小關係=>代入算出的值與Lin大實際飛行不符..

davidlitmanen

chan.chenhao 發表於 2013年6月8日 01:16 AM
可是這邊說兩倍的是瞬間電流, 先不管電壓是要看電池處or馬達處orPWM完or120度...
若是總電流相等, 導通電 ...

chan大是很細心的人，我知道您一定會一面思考一免修改Po文，故一直不敢回覆。
kuntan大的歸納少了一片拼圖，就是mos在開通的時間縮短又要擠出相等電流需承擔的瞬間電流飆昇。結果你又在這點上跟他的結論鑽研，當然會弄得很糊塗。我在你po出 IV = IV　的時候就打住。

TH50 有50%的時間開啟, 當時電壓為Source電壓:V, 在開啟時會承受200%的電流:2I(因平均電流一樣),
則在一單位內所作的功為V*2I*0.5=VI.

TH100 有100%的時間開啟, 當時電壓為Source電壓:V, 在開啟時會承受100%的電流:I(因平均電流一樣),
則在一單位內所作的功為V*I*1=VI

你不能用這個式子，要用 (2I)^2 R * 0.5 與　Ｉ^2 Ｒ來比，這樣功率就是2:1，所以Th50較熱是合理的。　原因在V不相等，這不是電變可以決定的。油門50%的時候轉速低，被反向電動勢堵住的電壓變少了所以留在等效電阻上面的電壓就變多了。你用的Ｖ是屬於等效電阻上的壓降不是電池的壓降，這點要留意。