◆ 四旋翼桨效率摸索系列之（三）：1555碳桨，DJI VS TM ◆

Himalaya

前置声明：心态阳光的人受人尊敬，请自重。

类似题材扩展阅读：
四旋翼桨效率摸索系列之（一）
四旋翼桨效率摸索系列之（二）
此文为系列第三篇，乃其狗尾续貂之作。

现在开始。
真是风水轮流转，多旋翼的碳桨，前年多用慢飞桨；去年流行DJI桨型；今年大量看到打着T-Motor旗号的碳桨在卖。前文已经测过，慢飞桨型在多旋翼上并不省电。那么主流型号同样是1555的15寸碳桨，DJI VS T-Motor，哪个更省电更高效呢？ 一探究竟！

今天上午，风和日丽，帝都雾霾被昨夜的雨清洗得干干净净.... 难得的好天气，出动！ 测试过程从略，下面这张图应该很明白了：



DJI 1555：       2670g/270W= 9.89g/W
T-Motor 1555:  2670g/340W= 7.85g/W

可见，在此测试平台，在2.67kg/4=668g/旋翼的负载下，同样是15x5.5规格的碳纤维桨，DJI桨型比T-Moter桨型表现出更高的升力/功率的效率。

但是，测试时也明显的感觉到，装上T-Motor桨型时飞行动力更充沛，摇杆响应更积极和直接，手感更动态，更游刃有余；而DJI飞行手感更稳，或曰更“肉”。个人感受，DJI桨型更注重省电；T-Motor桨型更注重动力和动态性能。

测试说明：
1） 平台：Tarot IRON MAN 650，带全部航拍负载，电池6S5000mAh，飞行全重 AUW=2.65kg。
2） 因为手里的TM桨型比DJI桨型重5g/支，所以在DJI桨型起飞前预配了20g配重铁块，在换桨时再取下。如此，保证两次测试的重量都是AUW=2.67kg。
3） 与飞行和数据记录无关的机载设备全部断电，包括云台、相机、OSD+GPS、图传。它们只是作为配重存在。飞控GPS正常工作。
4） 测试时用GPS模式自动悬停于约6米上空，排除地效因素。
5） DJI 与 T-Motor 桨型都是兼容产品，非原厂。

声明：
1） 以上测试结果仅代表我手里的这两套桨，仅适用于上述负载下的悬停工况对比。
2） 不排除负载变化后结果逆转的可能性。不排除在非悬停工况，在不同飞行速度下结果逆转的可能性。不排除我RP垃圾，拿到不合格产品的可能性。
3） DJI、T-Motor只代表桨型，不是产品的商标。此测试在任何意义上不代表DJI和T-Motor原厂产品的可能表现。

附录： 两种桨型长什么样子：
DJI 桨型：

T-Motor 桨型：

完毕，仅供参考。

fshwg

我能看懂你的测试。很喜欢。谢谢了。

isske

楼主买的是TM的15x5.5还是15x5？1555是一代的，1550是二代的，效率完全不一样

另外淘宝上好多号称TM的，都是假冒的，振动根本不能和真品比，害我浪费钱

tjcdq

楼主的探索精神，值得大家学习！

阿里

测试用T-Motor浆是原装的吗？  副厂和原装的效率相差很多。 毕竟价格相差3-4倍。

kibe27

这就是科学啊

车轮履带

支持楼主的折腾！

Himalaya

xlla 发表于 2014-9-10 17:17
之前的确是纸上谈兵。
现在也折腾了一架四轴，测了下桨效，居然和厂家电机的参数相差无几，看来兄台的组合也影响桨效。

轴距770，15寸折叠桨，全重2260g，4s电，悬停 15.4v/12A 左右；地面静止 15.9v/0.5A 左右。
桨效大约：2260/(15.4x12-15.9x0.5-12x12x0.003x4) = 12.9g/w。
厂家电机的参数，dji 15*5 , 14.8v/3.3A，650g，13.3g/w。

正常。

2260g/4 = 565g/桨  VS 2670g/4 = 668g/桨 ，载荷低了二成，桨效高实属必然。

我试验时面向实际载荷情况，刻意保留了全部机上设备。

xlla

Himalaya 发表于 2014-6-26 12:46
粗略扫了一遍，明白问题出在哪儿了。

1） 兄所言前提 “在无负荷情况下" 的理解有误，一旦 torque 不 ...

之前的确是纸上谈兵。
现在也折腾了一架四轴，测了下桨效，居然和厂家电机的参数相差无几，看来兄台的组合也影响桨效。

轴距770，15寸折叠桨，全重2260g，4s电，悬停 15.4v/12A 左右；地面静止 15.9v/0.5A 左右。
桨效大约：2260/(15.4x12-15.9x0.5-12x12x0.003x4) = 12.9g/w。
厂家电机的参数，dji 15*5 , 14.8v/3.3A，650g，13.3g/w。

marley470

科学就是需要大家的钻研精神！支持了

heyu1234

学习了，楼主辛苦了。。。。。。

zz284051831

顶

新25

szhcs

支持楼主注重实测的帖子，有些不同意见是正常的。

Himalaya

怎么表格贴上了变这模样了。整理一下重贴。
Motor type 1920/8,Windungen Windings 8,Spannung Voltage 22 V,Ri 7 mΩ                    
Strom   Eingangsleistung   Drehzahl    Drehmoment   Ausgangsleistung   Wirkungsgrad
Current/A  Input power/W  rpm/min   Momentum/Ncm  Output power/W   Efficiency/ %        
10.0     220.0     85,943     1.3      120.3      54.7
20.0     440.0     85,673     3.8      338.5      76.9
30.0     660.0     85,404     6.2      555.4      84.1
40.0     880.0     85,134     8.6      770.9      87.6
50.0     1,100.0   84,864    11.1    985.0      89.5
60.0     1,320.0   84,595    13.5    1,197.7   90.7
70.0     1,540.0   84,325    16.0    1,409.1    91.5
80.0     1,760.0   84,056    18.4    1,619.1    92.0
90.0     1,980.0   83,786    20.8    1,827.7    92.3
100.0    2,200.0   83,516    23.3    2,035.0   92.5
110.0    2,420.0   83,247    25.7    2,240.8   92.6
120.0    2,640.0   82,977    28.1    2,445.3   92.6
130.0    2,860.0   82,708    30.6    2,648.4   92.6
140.0    3,080.0   82,438    33.0    2,850.1   92.5

Himalaya

xlla 发表于 2014-6-26 00:38
俺的确木有测试过，就是看来的。
有兴趣一起瞅瞅吧。
电机功率，扭矩，速度关系推导。

粗略扫了一遍，明白问题出在哪儿了。

1） 兄所言前提 “在无负荷情况下" 的理解有误，一旦 torque 不为零，就立即不是“无负荷”了。保持“无负荷”的话，后面的推导就全不存在了。
2） 兄所言“最大功率” 应理解为电机轴输出的机械功率，而不是电机消耗的电功率。后者在speed=0 torque=max. 时出现极大值，即堵转。
3） 现代无刷电机实际上已经突破了这个古老的枷锁。参考下面这个某德系无刷的性能，输出功率并非在1/2转速处最大，而是随电流增长而单调递增！效率也大致是负荷越重越高效！ 现在的无刷就是这么NB。


Motor type 1920/8,Windungen Windings 8,Spannung Voltage 22 V,Ri 7 mΩ                    Strom
Current
/ A            Eingangsleistung
Input power
/ W            Drehzahl
rpm
/ min            Drehmoment
Momentum
/ Ncm            Ausgangsleistung
Output power
/ W            Wirkungsgrad
Efficiency
/ %        
10.0220.085,9431.3120.354.7
20.0440.085,6733.8338.576.9
30.0660.085,4046.2555.484.1
40.0880.085,1348.6770.987.6
50.01,100.084,86411.1985.089.5
60.01,320.084,59513.51,197.790.7
70.01,540.084,32516.01,409.191.5
80.01,760.084,05618.41,619.192.0
90.01,980.083,78620.81,827.792.3
100.02,200.083,51623.32,035.092.5
110.02,420.083,24725.72,240.892.6
120.02,640.082,97728.12,445.392.6
130.02,860.082,70830.62,648.492.6
140.03,080.082,43833.02,850.192.5
结论：古老的教材很值得参考，但也要关注发展。

xlla

Himalaya 发表于 2014-6-25 16:42
高压高效是常识，无需一再重申了。我本人就是高压化的鼓吹手，最早mono1跑6S（大家都还2S时）就是在下 ...

俺的确木有测试过，就是看来的。
有兴趣一起瞅瞅吧。
电机功率，扭矩，速度关系推导。
传输门，大力戳

小哼哼

看看

来自安卓客户端

Himalaya

xlla 发表于 2014-6-25 15:44
呵呵，再探讨一下两点。
首先，关于系统内耗，
曲线大概前面是起飞，后面是降落，波动比较大，只看中间 ...

高压高效是常识，无需一再重申了。我本人就是高压化的鼓吹手，最早mono1跑6S（大家都还2S时）就是在下了。

“12.3a－13.8a，提高 12%”
“功率峰值，300w-330w，大约提升 10%”
“电流，14.4a－15.8a，提高 10%”
“功率峰值，340w-365w，大约提升 7%”
“系统总功耗提升 4% 以上”

这些数字都哪儿来的？ 说说过程，会诊一下看你的问题出在哪一步，以至于明摆着近乎平直的功率曲线楞看不见，却做出“总功耗提升4%以上”的论断。

“功率峰值”（而不是将曲线平滑取平均）是什么道理？ 你自己也说了阵风的影响，取峰值（而不是平滑取平均）是要“捕风捉影”吗？

另，电机效率，你是不是忘了铁损？ 包括涡流损耗和磁饱和引起的损耗。后者是限制电机功率的根本因素。不好计算，所以干脆忽略？虽然它占比很大。
“在无负荷情况下，最大功率是在 1/2 最大转速时” 是谁家道理？ 是说不上桨时，半油门比满油门更费电吗？ 你实际测试过吗？ 不符合事实没关系，“
推导很复杂” 也没关系，放上来看看问题出在了哪里。

凌云飞行

http://bbs.5imx.com/bbs/forum.ph ... 28959&page=1&extra=
http://bbs.5imx.com/bbs/forum.ph ... d&tid=948814&extra=
http://bbs.5imx.com/bbs/forum.ph ... d&tid=946144&extra=

xlla

Himalaya 发表于 2014-6-24 17:02
你高估了这个因素的影响。现在把电流电压功率放在同一张图里看：

呵呵，再探讨一下两点。
首先，关于系统内耗，
曲线大概前面是起飞，后面是降落，波动比较大，只看中间稳定部分。

第一段，
电压，24.4v－23.9v，电压下降 2%；电流，（红点比较分散看不清，用w/v计算）, 12.3a－13.8a，提高 12%；
功率峰值，300w-330w，大约提升 10%；
悬停功率恒定，这部分增加的功率可能是内耗（正比于电流平方），外因（风力干扰等）引起。

第二段，
电压，23.6v-23.1v，电压下降 2%；
电流，14.4a－15.8a，提高 10%；
功率峰值，340w-365w，大约提升 7%；


可发现，两次测试，对于同一系统，因电压下降 2%，导致电流提高 10%，系统总功耗提升 4% 以上。

其次，关于电机效率，

对于无刷电机，可以近似为电阻－反电动势电路，也就是电机线圈阻抗，以及旋转磁场中产生的感生反电压。
在无负荷情况下，最大功率是在 1/2 最大转速时。
推导很复杂，但我们可以直接采用大众的经验结论，高压小电流，效率更高。

这里就是结论的反面，电压降低，效率降低。