無人機動力測試臺-無刷電機平均效率測試
我們在無人機動力測試時，經(jīng)常會注意到許多電機制造商承諾令人印象深刻的性能高達或超過95%的效率，數(shù)據(jù)表上的數(shù)字令人印象深刻，但實際值是否達到標準？
我們使用無人機動力測試臺對電機效率數(shù)據(jù)進行了一項研究，對上述問題進行探究：電動機的真實使用效率是多少？
當前測試并顯示電機的性能數(shù)據(jù)沒有統(tǒng)一的技術(shù)標準，因此購買電機前無法對相關(guān)制造商極其產(chǎn)品做一個有效的判定。基于此我們推薦使用無人機動力測試臺來測試您的無人機電機，發(fā)現(xiàn)其真實的技術(shù)性能，并選擇最適合您無人機的電機產(chǎn)品。
在本文中，我們將介紹如何測量平均電機效率同時研究其相關(guān)局限性。
1.?我們?nèi)绾螠y量平均電機效率？
除了我們的測試設(shè)備外，我們還提供免費的電機性能數(shù)據(jù)在線數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)由我們的電機測試臺之一（15XX系列或1780 系列）的用戶收集和上傳。這些測試臺收集有關(guān)拉力，扭矩，RPM，電流，電壓，電功率，機械功率，電機和ESC效率，螺旋槳效率和整體動力系統(tǒng)效率的數(shù)據(jù)。
在我們撰寫本文時，數(shù)據(jù)庫包含48種獨特電機的電機和ESC效率數(shù)據(jù)。在創(chuàng)建短名單時，我們小心翼翼地考慮了重復(fù)項和缺少數(shù)據(jù)的測試。
電機列表最終確定后，我們查看了每個電機的數(shù)據(jù)。對于某些電機，僅執(zhí)行一項測試，而對于其他電機，則多達22項測試。
對于每個電機，我們查看了所有可用的數(shù)據(jù)點，并使用“最大觀測效率”值進行分析。
例如，對于下面的電機，有8個測試可用，我們使用所有測試中觀察到的最大效率值（由藍色箭頭表示）進行分析。重要的是要了解，由于使用了不同的螺旋槳，因此在測試之間施加的扭矩是不同的，電機效率是轉(zhuǎn)速和扭矩的函數(shù)。
雖然我們不能保證這是電機的真正最大效率，但這是可用數(shù)據(jù)可以觀察到的最高效率。由于此限制和其他限制，我們將不命名所包含的電機。
在我們的分析中，我們比較了所有電機的效率，以及基于重量的子組的效率。創(chuàng)建邊界是為了嘗試在每個組中具有相同數(shù)量的電機，同時將它們與同等大小的電機分組。
這些組是：
3.9 - 30.0g → 9臺電機
30.1 - 36.0g → 9臺電機
36.1 - 70.0g → 9臺電機
70.1 - 159.0g → 8臺電機
159.1 - 255.0g → 9臺電機
1093 - 5130g → 4臺電機
倒數(shù)第二組和最后一組之間存在重量差距，以便更清楚地表示所包含電機的尺寸。
2.?了解相關(guān)局限性
在我們進入結(jié)果之前，我們想討論一下該研究的一些局限性。
這項研究純粹是觀察性的，基于我們數(shù)據(jù)庫中可用的數(shù)據(jù)。我們沒有控制測試的環(huán)境或所執(zhí)行的測試類型，也不能說上傳的數(shù)據(jù)是否代表電機的正常性能。
因此，這不是一個精確的比較。這只是我們?yōu)榱伺d趣和對此事的一般概述而編制的數(shù)據(jù)。
雖然肯定還有其他需要考慮，但以下是本研究的一些局限性。局限說明：
我們的測試臺測量“電機和電調(diào)效率”，因此這是比較中使用的。從實驗測試中，我們知道，由于ESC類型和設(shè)置，在給定速度和扭矩下，同一電機可能會有10%的差異。
使用的數(shù)據(jù)是用戶提交的數(shù)據(jù)，因此我們無法控制測試條件。
對于某些電機，有多個測試可用，而對于其他電機，只有一個，因此考慮的樣品數(shù)量不一致。
所包含的測試并非旨在確定盡可能高的效率，因此某些電機的“最大效率”可能被低估了。
對于大多數(shù)電機，重量數(shù)據(jù)包含在測試中，但對于少數(shù)測試，它缺失了。對于這些測試，我們根據(jù)提供的電機信息進行了研究并填寫了重量。我們使用了“不帶接線的重量”值，但我們無法確認已經(jīng)存在重量數(shù)據(jù)的電機是否包括線材重量。
3.?電動機的平均效率-數(shù)據(jù)顯示的內(nèi)容
首先，讓我們看一下整個組的電機效率數(shù)據(jù)。研究中包括的所有48臺電動機的平均最大效率百分比為：77.64%?？紤]到收集數(shù)據(jù)不是為了達到最高效率的目的，這還不錯。這可能是對典型電動機效率的一個很好的估計。觀察到的最高最大效率為97.61%，最低為55.79%。
下圖顯示了最大效率分布：
當我們根據(jù)體重將其進一步分解為組時，這就是我們觀察到的：
重量類別（g）? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ????????????????????????????平均最大效率?
?如您所見，隨著電機重量的增加，效率總體呈提高趨勢。如果單獨包含所有數(shù)據(jù)點，則趨勢相似，盡管分散：
這些圖表告訴我們，一般來說，隨著電機尺寸的增加，我們可以期望看到更高的最大效率。這符合當今行業(yè)的常識。
我們還可以看到，相同尺寸的電機效率范圍很廣，尤其是重量約為30 - 50 g的電機。對于大多數(shù)無人機來說，將航程底部的電機與航程頂部的電機交換可能會使您的飛行時間增加幾分鐘。
最后，通過這項研究使我們能夠發(fā)現(xiàn)：
平均而言，質(zhì)量較大的電機具有更高的效率。
相同尺寸的電機效率范圍分布會非常分散。
效率數(shù)據(jù)在很大程度上取決于用戶的具體使用場景和螺旋槳的選擇。
對電機的實地測試對獲得其真實效率尤為重要。
