eVTOL、无人机电机功耗图和电机效率图绘制测试

测功机是测量电机性能的绝佳工具。通过施加可控负载，测功机可表征电机扭矩、转速和功率。但这是获取电机性能全面理解的唯一途径吗？我们想知道，能否仅通过电机-螺旋桨动力测试台（而非传统制动测功机）实现电机性能测绘。

目录

• 实验设置

• 电机功耗图

• 电机效率图

1. 实验设置

我们使用Flight Stand 15动力测试台测量电机性能，包括扭矩、转速、功率等参数。

在电机上安装6款不同品牌的螺旋桨作为负载，尺寸分别为：

• 11英寸

• 16英寸

• 18英寸

• 22英寸

• 26英寸

• 30英寸

通过Flight Stand软件设计自动化阶梯测试，油门从1150微秒至2000微秒分10档递增，对每个螺旋桨重复测试。数据通过软件记录并导出为.CSV文件，随后利用Google Colab笔记本执行Python代码生成电机性能图。（代码可复用，需确保数据单位与列名一致或调整代码适配。）

2. 电机功耗图

下图展示四个变量：

• X轴：转速（RPM）

• Y轴：扭矩（牛·米）

• 等高线：建模后的电功率

• 数据点颜色：实测值与模型预测值的功率误差（瓦）

通过三次多项式拟合数据，预测结果以25瓦为间隔分段显示。模型最大误差为0.8瓦（实测功率150瓦时），即0.5%。

3. 电机效率图

效率图基于前文的功耗图生成。

• 色块：预测效率（每块代表2%范围）。

• 低效区（<50%）：测量误差达3个百分点（因功率和扭矩较低）。

• 高效区（74%-86%）：误差小于1个百分点。

结论

无需传统制动测功机，通过Flight Stand动力测试台结合三次多项式建模，即可绘制电机功耗与效率图，并预测未测试配置的性能。