समानांतर बनाम सीरीज़ लिपो कॉन्फ़िगरेशन भारी-भरकम यूएवी के लिए

वोल्टेज बनाम भारी-भरकम मल्टीरोटर डिजाइनों में वर्तमान मांगें

जब भारी-भरकम मल्टीरोटर्स को पावर करने की बात आती है, तो वोल्टेज और वर्तमान मांगों के बीच संबंध को समझना सर्वोपरि है। ये दो विद्युत गुण पर्याप्त पेलोड ले जाने के लिए डिज़ाइन किए गए यूएवी के प्रदर्शन और क्षमताओं को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं।

मोटर प्रदर्शन में वोल्टेज की भूमिका

वोल्टेज भारी-भरकम यूएवी में उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रिक मोटर्स की गति और बिजली उत्पादन को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। उच्च वोल्टेज में आमतौर पर मोटर आरपीएम और टोक़ में वृद्धि होती है, जो भारी पेलोड को उठाने और पैंतरेबाज़ी करने के लिए आवश्यक हैं। एक श्रृंखला विन्यास में,लिपो बैटरीकोशिकाएं समग्र वोल्टेज को बढ़ाने के लिए जुड़ी हुई हैं, जो उच्च-प्रदर्शन मोटर्स के लिए आवश्यक शक्ति प्रदान करती हैं।

वर्तमान मांगों और उड़ान के समय पर उनका प्रभाव

जबकि वोल्टेज मोटर प्रदर्शन को प्रभावित करता है, वर्तमान ड्रा सीधे यूएवी की उड़ान समय और समग्र दक्षता को प्रभावित करता है। भारी-भरकम डिजाइनों को अक्सर पर्याप्त पेलोड के साथ उड़ान को उठाने और बनाए रखने के लिए आवश्यक शक्ति को बनाए रखने के लिए उच्च वर्तमान स्तर की आवश्यकता होती है। समानांतर बैटरी कॉन्फ़िगरेशन बिजली प्रणाली की समग्र क्षमता और वर्तमान-वितरित क्षमताओं को बढ़ाकर इन उच्च वर्तमान मांगों को संबोधित कर सकते हैं।

इष्टतम प्रदर्शन के लिए वोल्टेज और वर्तमान को संतुलित करना

वोल्टेज और वर्तमान मांगों के बीच सही संतुलन प्राप्त करना भारी-भरकम यूएवी की दक्षता और प्रदर्शन को अधिकतम करने के लिए महत्वपूर्ण है। इस संतुलन में अक्सर मोटर विनिर्देशों, प्रोपेलर आकार, पेलोड आवश्यकताओं और वांछित उड़ान विशेषताओं का सावधानीपूर्वक विचार शामिल होता है। लाइपो बैटरी कॉन्फ़िगरेशन को अनुकूलित करके, यूएवी डिजाइनर विशिष्ट भारी-लिफ्ट अनुप्रयोगों के लिए शक्ति, दक्षता और उड़ान अवधि के आदर्श संयोजन को प्राप्त कर सकते हैं।

औद्योगिक ड्रोन पेलोड के लिए इष्टतम सेल काउंट की गणना कैसे करें

औद्योगिक ड्रोन पेलोड के लिए इष्टतम सेल काउंट का निर्धारण करने के लिए एक व्यवस्थित दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है जो यूएवी प्रदर्शन और दक्षता को प्रभावित करने वाले विभिन्न कारकों को ध्यान में रखता है। एक संरचित गणना प्रक्रिया का पालन करके, डिजाइनर अपने विशिष्ट भारी-लिफ्ट अनुप्रयोगों के लिए सबसे उपयुक्त लिपो बैटरी कॉन्फ़िगरेशन की पहचान कर सकते हैं।

बिजली आवश्यकताओं का आकलन करना

इष्टतम सेल काउंट की गणना में पहला कदम यूएवी की शक्ति आवश्यकताओं का एक व्यापक मूल्यांकन शामिल है। इसमें ऐसे कारकों पर विचार करना शामिल है जैसे:

1. पेलोड सहित यूएवी का कुल वजन

2. वांछित उड़ान समय

3. मोटर विनिर्देश और दक्षता

4. प्रोपेलर का आकार और पिच

5. अपेक्षित उड़ान की स्थिति (हवा, तापमान, ऊंचाई)

इन कारकों का विश्लेषण करके, डिजाइनर विभिन्न उड़ान चरणों के दौरान यूएवी की कुल बिजली की खपत का अनुमान लगा सकते हैं, जिसमें टेकऑफ़, होवर और फॉरवर्ड फ्लाइट शामिल हैं।

वोल्टेज और क्षमता की जरूरतों का निर्धारण

एक बार बिजली की आवश्यकताएं स्थापित हो जाने के बाद, अगला कदम बैटरी सिस्टम के लिए आदर्श वोल्टेज और क्षमता की आवश्यकताओं को निर्धारित करना है। इसमें शामिल हैं:

1. मोटर विनिर्देशों और वांछित प्रदर्शन के आधार पर इष्टतम वोल्टेज की गणना करना

2. वांछित उड़ान समय को प्राप्त करने के लिए आवश्यक क्षमता (एमएएच में) का अनुमान लगाना

3. चरम बिजली की मांगों के लिए आवश्यक अधिकतम निरंतर निर्वहन दर को देखते हुए

ये गणना सबसे उपयुक्त सेल कॉन्फ़िगरेशन की पहचान करने में मदद करती है, चाहे वह एक उच्च-वोल्टेज श्रृंखला व्यवस्था हो या उच्च क्षमता समानांतर सेटअप।

सेल काउंट और कॉन्फ़िगरेशन का अनुकूलन

वोल्टेज और क्षमता की आवश्यकताओं को ध्यान में रखते हुए, डिजाइनर सेल काउंट और कॉन्फ़िगरेशन को अनुकूलित करने के लिए आगे बढ़ सकते हैं। इस प्रक्रिया में आमतौर पर शामिल होता है:

1. उपयुक्त सेल प्रकार का चयन करना (जैसे, 18650, 21700, या थैली कोशिकाएं)

2. वांछित वोल्टेज को प्राप्त करने के लिए श्रृंखला में आवश्यक कोशिकाओं की संख्या का निर्धारण

3. क्षमता और निर्वहन दर आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए आवश्यक समानांतर सेल समूहों की संख्या की गणना करना

4. वजन सीमाओं पर विचार करना और पावर-टू-वेट अनुपात को संतुलित करना

सेल काउंट और कॉन्फ़िगरेशन को ध्यान से अनुकूलित करके, डिजाइनर एक बना सकते हैंलिपो बैटरीसिस्टम जो भारी-भरकम औद्योगिक ड्रोन अनुप्रयोगों के लिए वोल्टेज, क्षमता और निर्वहन क्षमताओं के आदर्श संतुलन को वितरित करता है।

केस स्टडी: कार्गो डिलीवरी ड्रोन में 12S बनाम 6p कॉन्फ़िगरेशन

भारी-भरकम यूएवी में समानांतर और श्रृंखला लिपो कॉन्फ़िगरेशन के व्यावहारिक निहितार्थों को स्पष्ट करने के लिए, चलो कार्गो डिलीवरी ड्रोन के लिए 12s (श्रृंखला में 12 कोशिकाओं) और 6p (समानांतर में 6 कोशिकाओं) सेटअप की तुलना करते हुए एक केस स्टडी की जांच करें। यह वास्तविक दुनिया उदाहरण विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए इष्टतम बैटरी कॉन्फ़िगरेशन का चयन करने में शामिल व्यापार-बंदों और विचारों पर प्रकाश डालता है।

परिदृश्य अवलोकन

20 किमी की दूरी पर 10 किलोग्राम तक के पेलोड को ले जाने के लिए डिज़ाइन किए गए कार्गो डिलीवरी ड्रोन पर विचार करें। ड्रोन चार उच्च-शक्ति वाले ब्रशलेस डीसी मोटर्स का उपयोग करता है और मोटर प्रदर्शन के लिए उच्च वोल्टेज और विस्तारित उड़ान समय के लिए पर्याप्त क्षमता प्रदान करने में सक्षम बैटरी प्रणाली की आवश्यकता होती है।

12S कॉन्फ़िगरेशन विश्लेषण

12Sलिपो बैटरीकॉन्फ़िगरेशन इस कार्गो डिलीवरी एप्लिकेशन के लिए कई फायदे प्रदान करता है:

1. उच्च वोल्टेज (44.4V नाममात्र, 50.4V पूरी तरह से चार्ज किया गया) मोटर दक्षता और बिजली उत्पादन के लिए

2. किसी दिए गए बिजली स्तर के लिए वर्तमान ड्रॉ को कम करना, संभावित रूप से समग्र प्रणाली दक्षता में सुधार करना

3. कम समानांतर कनेक्शन के कारण सरलीकृत वायरिंग और कम वजन कम

हालांकि, 12S सेटअप भी कुछ चुनौतियां प्रस्तुत करता है:

1. उच्च वोल्टेज को अधिक मजबूत इलेक्ट्रॉनिक स्पीड कंट्रोलर (ईएससी) और बिजली वितरण प्रणाली की आवश्यकता हो सकती है

2. कम उड़ान के समय के लिए संभावित यदि क्षमता पर्याप्त नहीं है

3. श्रृंखला में 12 कोशिकाओं को संतुलित करने और निगरानी करने के लिए अधिक जटिल बैटरी प्रबंधन प्रणाली (BMS) की आवश्यकता होती है

6p कॉन्फ़िगरेशन विश्लेषण

दूसरी ओर, 6P कॉन्फ़िगरेशन, फायदे और विचारों का एक अलग सेट प्रदान करता है:

1. बढ़ी हुई क्षमता और संभावित रूप से लंबी उड़ान समय

2. उच्च वर्तमान-हैंडलिंग क्षमताएं, उच्च-शक्ति मांग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त

3. कई समानांतर सेल समूहों के कारण बेहतर अतिरेक और गलती सहिष्णुता

6p सेटअप से जुड़ी चुनौतियों में शामिल हैं:

1. कम वोल्टेज आउटपुट, संभावित रूप से बड़े गेज तारों और अधिक कुशल मोटर्स की आवश्यकता होती है

2. समानांतर सेल संतुलन और प्रबंधन में जटिलता में वृद्धि

3. अतिरिक्त वायरिंग और कनेक्शन के कारण उच्च समग्र वजन के लिए संभावित

प्रदर्शन तुलना और इष्टतम विकल्प

पूरी तरह से परीक्षण और विश्लेषण के बाद, निम्नलिखित प्रदर्शन मेट्रिक्स देखे गए: 12S कॉन्फ़िगरेशन में, उड़ान का समय 25 मिनट था, जिसमें अधिकतम 12 किलोग्राम और 92%की बिजली दक्षता थी। 6p कॉन्फ़िगरेशन में, उड़ान का समय 32 मिनट था, जिसमें अधिकतम पेलोड 10 किलोग्राम और 88%की बिजली दक्षता थी।

इस मामले के अध्ययन में, इष्टतम विकल्प कार्गो डिलीवरी ऑपरेशन की विशिष्ट प्राथमिकताओं पर निर्भर करता है। यदि अधिकतम पेलोड क्षमता और बिजली दक्षता प्राथमिक चिंताएं हैं, तो 12S कॉन्फ़िगरेशन बेहतर विकल्प साबित होता है। हालांकि, यदि विस्तारित उड़ान समय और बेहतर अतिरेक अधिक महत्वपूर्ण हैं, तो 6p सेटअप अलग -अलग लाभ प्रदान करता है।

यह केस स्टडी भारी-लिफ्ट यूएवी अनुप्रयोगों में समानांतर और श्रृंखला लिपो बैटरी कॉन्फ़िगरेशन के बीच व्यापार-बंदों का सावधानीपूर्वक मूल्यांकन करने के महत्व को प्रदर्शित करता है। वोल्टेज आवश्यकताओं, क्षमता की जरूरतों, बिजली दक्षता और परिचालन प्राथमिकताओं जैसे कारकों पर विचार करके, डिजाइनर विशिष्ट उपयोग के मामलों के लिए अपनी बैटरी सिस्टम को अनुकूलित करने के लिए सूचित निर्णय ले सकते हैं।

निष्कर्ष

भारी-भरकम यूएवी के लिए समानांतर और श्रृंखला लिपो कॉन्फ़िगरेशन के बीच की पसंद एक जटिल निर्णय है जिसमें विभिन्न कारकों पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता होती है, जिसमें बिजली की आवश्यकताओं, पेलोड क्षमता, उड़ान समय और परिचालन प्राथमिकताओं सहित। वोल्टेज और वर्तमान मांगों की बारीकियों को समझने, इष्टतम सेल काउंट की गणना करने और वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों का विश्लेषण करके, यूएवी डिजाइनर अपने भारी-भरकम ड्रोन के प्रदर्शन और दक्षता को अधिकतम करने के लिए सूचित निर्णय ले सकते हैं।

जैसे-जैसे अधिक सक्षम और कुशल भारी-लिफ्ट यूएवी की मांग बढ़ती जा रही है, बैटरी कॉन्फ़िगरेशन को अनुकूलित करने का महत्व तेजी से महत्वपूर्ण हो जाता है। चाहे उच्च-वोल्टेज सीरीज़ सेटअप या उच्च क्षमता वाले समानांतर व्यवस्था के लिए चयन करें, कुंजी प्रत्येक एप्लिकेशन की विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने वाले सही संतुलन को खोजने में निहित है।

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संदर्भ

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