Drone Digest
Новости, сенсации, слухи и обзоры — всё о дронах!
Что значит KV? Характеристики и маркировка бесщеточных двигателей
Возможно, вы встречали маркировку бесщеточных (бесколлекторных) двигателей в описаниях квадрокоптеров или вы хотели бы подобрать двигатель для дрона собственной сборки. И если вы когда-нибудь задумывались, что обозначает эта маркировка, нанесенная на двигатель, то эта статья объяснит вам как ее расшифровать, и поможет вам при оценке параметров дронов или моторов к ним.
Расшифровка маркировки стандартного бесщеточного мотора для дрона
Номера на двигателе: x2204S-16 и KV: 2300, некоторые детали маркировки зависят от производителя, но международно-признанными элементами маркировки являются 4-значный код размеров двигателя и параметр KV.
- 2204: представляет размеры корпуса двигателя и разбивается на 2 части; первые два числа – диаметр корпуса двигателя; последние 2 числа — высота. Этот код может быть в середине других букв и номеров моделей моторов, но его легко выделить, как отдельное 4-значное число.
- С двигателем SunnySky мы получаем:
- 22 мм – диаметр корпуса двигателя,
- 4 мм – высота корпуса двигателя.
- С двигателем SunnySky мы получаем:
- KV2300 означает, что двигатель будет вращаться 2300 об/мин на вольт, приложенный к двигателю.
Что еще нужно знать о двигателе для дрона?
Одной из важных вещей, отсутствующих в стандартном коде, является диаметр вала. Этот параметр должен быть обязательно приведен на странице характеристик продукта или в спецификации. Знание параметра потребуется для подбора правильного размера пропеллера и соединения.
Вам нужен бесщеточный мотор?
Существует огромное количество продавцов онлайн, и интернет-магазин Banggood также специализируется на запчастях к дронам, поэтому, если вы ищете выгодную цену, обязательно ознакомьтесь с предложениями по бесщеточным двигателям на Banggood.
Оставайтесь на связи!
Если Вы хотите быть в курсе всех последних новостей, обзоров, сенсаций и слухов о дронах, подпишитесь на нашу группу ВКонтакте или подпишитесь на нашу новостную рассылку по e-mail.
Что такое параметр KV и как он влияет на работу бесколлекторных моторов в RC моделях
Параметр KV (константа скорости вращения) — это характеристика бесколлекторных моторов, которая описывает число оборотов в минуту, выработанных мотором при подаче на него одного вольта постоянного тока. Обычно китайские производители моторов приводят значение KV в их каталогах и на маркировке мотора. Значение KV измеряется в оборотах в минуту на вольт (об/мин В).
Влияние параметра KV на работу мотора
- Скорость
Значение параметра KV прямо пропорционально скорости вращения мотора. Мотор с высоким значением KV (например, 3000 об/мин В) будет вращаться быстрее, чем мотор с низким значением KV (например, 1000 об/мин В) при одинаковом напряжении батареи.
- Крутящий момент
Мотор с низким значением KV обладает более высоким крутящим моментом, чем мотор с высоким значением KV. Это объясняется тем, что при одинаковом напряжении, мотор с низким KV вращается медленнее, но с большей силой, чем мотор с высоким KV.
- Энергопотребление
Мотор с высоким значением KV потребляет больше энергии, чем мотор с низким значением KV при одинаковом напряжении батареи.
Использование значения параметра KV при выборе мотора для RC моделей
При выборе мотора для RC модели необходимо учитывать вес модели, характеристики пропеллеров и других компонентов. Если мотор слишком мощный, то он может привести к снижению времени полета модели из-за увеличенного энергопотребления. Если мотор слишком слабый, то модель может не подняться в воздух.
Также необходимо учитывать потенциальную скорость и крутящий момент при выборе мотора. Моторы с высоким значением KV будут лучше подходить для моделей, где важна высокая скорость, а моторы с низким KV будут лучше подходить для моделей, где важен крутящий момент.
Выводы
Значение параметра KV является одним из самых важных факторов при выборе мотора для RC модели. При правильном выборе мотора с нужным значением KV можно достичь оптимального баланса между скоростью, крутящим моментом и энергопотреблением.
Как выбрать правильный электромотор для квадрокоптера
Этот небольшой гайд поможет понять основные принципы работы электромотора и вы сможете выбрать правильную модель для квадрокоптера, с нужными вам характеристиками, если вы собираете его своими руками.
Если для вас все это в новинку и вы первый раз строите свой квад, то вам нужно понимать связь между тягой мотора и весом летательного аппарата. Это важно при постройке квадрокоптера любого размера. Хотя есть вы собираете себе мини квадрокоптер, то можете сразу переходить к разделу «Размер мотора».
Общий вес летательного аппарата
Во-первых, необходимо знать общий вес летательного аппарата. Не переживайте, если в первый раз вы точную цифру посчитать не сможете. Но он точно должен включать следующее: рама, полетный контроллер, плата управления, моторы, лопасти, электронный регулятор скорости, батарея и загрузка типа HD камеры. Более подробно про этот список я уже рассказывал в статье.
Размер рамы
Во-вторых надо определиться с размером рамы, на которой вы и будете собирать собственно сам квадрокоптер. Зная размер рамы можно будет уже знать и размер лопастей.
Необходимая тяга
После решения вопросов с весом и размером рамы, можно будет хотя бы грубо определить необходимую тягу, которую должны давать моторы с заданными лопастями, чтобы поднять летательный аппарат в воздух.
Соотношение тяги и веса
Главное правило — моторы должны обеспечить как минимум двойную тягу относительно общего веса квадрокоптера. Это необходимый минимум, с которым аппарат сможет взлететь и им можно будет нормально управлять. Если тяги будет мало, то управление будет с заметными лагами, реагировать на команды он будет крайне вяло, а в некоторых случаях вообще не сможет взлететь.
Например, если вы построили квадрокоптер, у которого общий вес 1 кг, то общая тяга моторов при максимальной нагрузке должна составлять 2 кг. или 500 гр. (для 4-х моторного аппарата) на каждый мотор. Но было бы не плохо иметь все таки побольше тяги, лишней она не будет.
Для гоночного дрона соотношение тяги и веса должно быть на много выше в сторону тяги. Вполне нормально для скоростных мини квадриков иметь соотношение 8:1 и даже 10:1. При таком раскладе аппарат будет очень маневренным, скоростным, динамичным. Но тут надо учитывать тот факт, что при большом уровне тяги повышается сложность управления и новичку с таким дроном совладать будет крайне сложно, т.к. даже еле заметное движение стика будет давать сильный толчок, так можно и в космос квадрокоптер запустить :D.
Если вы собираетесь просто летать в свое удовольствие, то я бы рекомендовал пытаться собрать аппарат с соотношение тяга:вес — 3:1 или 4:1. Это даст вам хороший контроль в управлении и можно будет в будущем расширить загрузку, повесить камеру посерьезнее или батарею с большей емкостью. Но если вы строите гоночный квадр, то тут ни чем ограничиваться не стоит, делайте его с таким соотношением, с которым вы сможете справиться.
Размер мотора
Размер электромотора для радиоуправляемой техники обозначается четырьмя символами — AABB. AA — это ширина статора, BB — высота статора или его диаметр. Обозначать принято в миллиметрах (мм). Тут есть небольшая закономерность: чем выше статор, тем больше мотор выдает мощности на больших оборотах, а чем он шире, тем больше тяги на низких оборотах.
Что такое статор бесколлекторного мотора — статор это стационарная, неподвижная часть мотора в середине, которая обернута в медную обмотку. Обмотка состоит из множества слоев тонкого металла, которые спрессованы вместе и каждый имеет тонкий изоляционный слой.
Размер лопастей, которые подойдут для того или иного электромотора определяется размером вала. К примеру, моторы для лопастей с размером от 10 до 15 см имеют вал М5. В современных моторах вал объединен с кожухом мотора (как на картинке).
Константа скорости (KV)
Константа скорости или постоянная скорость (KV) это очень важный параметр при выборе бесколлекторного мотора для квадрокоптера. Она обозначает теоретическое увеличение оборотов вала мотора без нагрузки при увеличение напряжения на 1 Вольт. Например, если запитать мотор 2300 KV батареей 3S на 12,6В, то вал буде крутиться со скоростью 28980 оборотов в минуту (2300 х 12,6), без лопастей. Но это приблизительная величина и она всегда указана на маркировке мотора.
При установке лопастей на мотор, скорость его вращения, конечно же сократиться, из-за сопротивления воздуха. Чем выше KV, тем быстрее этот электромотор может раскручивать лопасть, но вот низкий KV означает, что у мотора большая тяга. Так что обычно большие лопасти мы ставим на моторы с низким KV, а короткие на большие KV.
Значение (KV) константы скорости определяется количеством медной обмотки на статоре и мощностью магнитов. Если в общих чертах, то здесь обратная зависимость между количеством обмотки и показателем KV.
Если вы попытаетесь установить на электромотор с высоким KV большие лопасти, то мотор будет пытаться раскрутить их как можно быстрее, будет сжирать много энергии, генерирую при этом излишнее количество тепла. В итоге мотор можно легко спалить.
Что такое N и P?
Вы наверное видели на маркировке мотора нечто подобное — «12N14P». Число перед N означает количество электромагнитов в статоре, а число перед P — количество постоянных магнитов в моторе. И большинство электромоторов, которые вы найдете для квадрокоптера будет иметь как раз такое обозначение — 12N14P. Но моторы с низким KV могут иметь несколько меньшее количество магнитов, для более эффективного набора тяги. Но сильно на этот показатель обращать внимания не нужно при выборе мотора, просто знайте, что это обозначает, вдруг вас кто нибудь спросит.
Размер рамы => Размер лопастей => Размер мотора
Зная размер рамы, мы можем примерно определиться с размером электромотора, который нам нужен. А все это потому, что размер рамы ограничивает размер лопастей, а для каждого размера лопасти и нужно подбирать мотор (скорость вращение, тяга, см. выше). И вот тут как раз вступает значение KV. Вы должны быть уверены, что у мотора будет достаточно тяги, чтобы крутить лопасть, а способность крутить лопасть зависит от размера статора. Короче, больше статор, больше KV, больше потребление тока.
В таблице ниже можно посмотреть зависимость размера рамы, размера лопастей, размера мотора и значения его KV.
Размер рамы Размер лопасти Размер мотора Значение KV 150 мм или меньше 3″ или меньше 1105 -1306 или меньше 3000KV или выше 180 мм 4″ 1806 2600KV – 3000KV 210 мм 5″ 2204-2208, 2306 2300KV-2600KV 250 мм 6″ 2204-2208, 2306 2000KV-2300KV 350 мм 7″ 2208 1600KV 450 мм 8″, 9″, 10″ или больше 2212 или больше 1000KV или ниже Вольтаж и потребление тока
Так же важно понимать, что вольтаж оказывает большое влияние на выбор как мотора так и лопастей. При большом вольтаже мотор будет стараться крутиться сильнее и от сюда будет потреблять больше энергии.
Читаем технические характеристики мотора
При выборе электромотора для квадрокоптера обязательно проверяйте его технические характеристики. Учитывайте все то, что мы обговорили выше. Вот, к примеру, модель Micro Brushless Outrunner 18-11 2000KV.
- KV — 2000
- Вес — 10 гр.
- Макс.потребление тока — 5,5 А
- Сопротивление — 0
- Макс. вольтаж — 7 В
- Мощность — 0
- Вал — 2 мм
- Длина — 22 мм
- Диаметр — 18 сс
- Общая длина — 30 мм
- Рекомендуемые лопасти — 7″ х 5″
- Рекомендуемая мощность — 7,4 В
- Тяга — 130 гр. / 5000 об/мин
Основные факторы, которые влияют на эксплуатационные характеристики мотора
Предположим, вы уже определились с размером мотора и уже подобрали несколько моделей, из которых и выбираете. Чтобы выбрать лучший мотор, нужно учитывать следующие факторы:
- Максимальная тяга
- Потребление тока
- Эффективность
- Вес
Подумайте, что вы хотите в итоге получить и уже на основе этого делайте окончательный выбор.
Тяга и мощность
Первое, на что смотрят большинство покупателей электромоторов — это тяга. Чем больше тяга, тем больше ускорение, но тут надо еще смотреть на эффективность. Возможно эта тяга будет для вас избыточна, а мощные мотор очень прожорлив и ваша батарея в мгновение ока будет высаживаться в ноль. Если ваш квадрокоптер поглощает большое количество тока при большом ускорении, то ваша батарея должна быть способна выдавать такие показатели, а иначе вам обеспечен перегрев батареи и она еще может вздуться из-за этого.
Но при выборе мотора нельзя ограничиваться только мощностью и тягой. Есть и другие важные параметры.
Вес мотора
Вес мотора очень часто игнорируют неопытные сборщики квадрокоптеров, но это немаловажные фактор. Т.к. моторы устанавливаются по углам рамы, то соответственно они оказывают большое влияние на отзывчивость дрона при управлении. Чем тяжелее мотор тем больше момент инерции квадрокоптера и тем сложнее изменяется угловая скорость в полете. На практике, такие тяжелые моторы при выполнении переворотов потребуют больше времени для набора необходимой угловой скорости, т.е. вы нажимаете на кнопку, а ваш дрон на доли секунды задумывается, пытаясь набрать обороты и выполнить маневр. Тяжелые моторы должны обладать большей тягой.
У самого мотора есть свой момент инерции. И опять, чем тяжелее мотор, тем больше ему самому нужно тяги и времени, чтобы раскрутиться до необходимых оборотов. Все это в итоге выливается в тормознутость аппарата, в его валкость, плохую отзывчивость и не точное управление. Для акробатических полетов и гонок, вес мотора играет одну из ключевых ролей.
Эффективность
Эффективность мотора обычно измеряется в граммах на ват (тяга/мощность). Важно оценивать эффективность на всем диапазоне газа. Некоторые моторы эффективны при низком газе и теряют эффективность, потребляя излишне много энергии при своих максимальных оборотах. Но неэффективный мотор не только сильно съедает и так ограниченную энергию в полете, тем самым сокращая его продолжительность, он также способствует просадкам напряжения. Неэффективный мотор может либо не выдавать необходимой тяги или потреблять излишний ток.
Дополнительные факторы, влияющие на эксплуатационные характеристики мотора
Не все характеристики той или иной модели электромотора производитель официально публикует, и кроме как на собственных тестах их нигде найти не удастся.
- Тяга
- Время отклика
- Температура
- Балансировка и вибрация
Тяга — это на сколько быстро мотор может увеличивать/изменять скорость вращения. Это влияет на точность управления и отзывчивость квадрокоптера во время полета. Большая тяга дает мгновенный отклик, т.к. скорость вращения меняется так же мгновенно. Большая тяга, так же позволяет ставить лопасти побольше (если рама конечно позволяет), правда в ущерб батарее. Если же ставить тяжелые лопасти на мотор с низкой тягой, то он вообще не будет способен раскрутить их до нужного значения. Но у высокотяговых моторов есть и свой недостаток — это вибрация, которую очень сложно устранить. Из-за повышенной реакции на команды возможны излишние ошибку в управлении и рыскание квадрокоптера
Время отклика — зависит напрямую от тяги, чем ее больше тем лучше отклик. Для оценки времени отклика можно посмотреть на сколько быстро мотор наберет обороты с 0 до максимального значения. И еще время отклика сильно зависит от лопастей.
Температура — магниты в мотора быстрее размагничиваются при высоких температурах, отсюда падение характеристик летательного аппарата. Чем холоднее мотор, тем он дольше проживет.
Вибрация — Если мотор плохо сбалансирован или плохого качества сборки, это приведет к повышенной вибрации во время полета. Поврежденные или несбалансированные лопасти так же ведут к излишней вибрации.
Некоторые другие особенности моторов для квадрокоптеров
Так много переменных, которые могут повлиять на итоговые характеристики мотора. К примеру, моторы с одним и тем же размером статора, одинаковым KV имеют разную тягу и потребление тока при одинаковых лопастях. И все это из-за различий в конструкции (разные магниты, обмотка, корпус, вал и т.п.). Следующие особенности могут неким образом повлиять на эксплуатационные качества электромотора и даже могут изменить его характеристики.
Полый вал
Это позволяет использовать более прочные и тяжелые металлы или наоборот понижает вес мотора.
Типы магнитов
Магниты, которые устанавливаются в бесколлекторные электромоторы обозначаются как N52, N54 и т.д. Чем выше число, тем больше сила магнитного поля и тем больше тяга и лучше отзывчивость мотора.
Толщина статора
Чем тоньше, тем лучше, тем больше мощности, меньше генерируется тепла и лучше эффективность.
Обмотка/Толщина проволоки
Толщина проволоки в обмотке вокруг статора играет большую роль. Толстая обмотка обладает меньшим сопротивлением, что позволяет пропускать больше тока. А тонкая обмотка приводит к меньшей пропускной способности и большему сопротивлению. Однако толстая обмотка требует больше места, что означает меньшее количество витков и от сюда меньше противоэлектродвижущая сила (оборотная ЭДС). А это в свою очередь напрямую влияет на константу скорости (KV). Чем больше витков проволоки в обмотке, тем больше оборотная ЭДС при текущей скорости вращения и от сюда меньше KV.
Воздушный зазор
Это расстояние между постоянными магнитами и статором. Магнитное поле уменьшается нелинейно с расстоянием и сократив его можно заметно увеличить мощность мотора. Но меньший зазор дает не только больше мощности и энергоэффективности, но и улучшает тягу и отзывчивость.
Дугообразные магниты
Электромоторы с дугообразными магнитами лучше, их можно расположить ближе к статору и они сплошные, без пропусков.
Сечение проволоки/количество витков в обмотке
Обмотка в моторе определяет его мощность и потребление тока. Меньше обмотка = меньше сопротивление = больше тока может пройти = больше частота оборотов. Вот почему моторы с большим значением KV имеют обмотку в статоре меньше.
Но у этого есть и обратная сторона. При меньшей обмотке у нас будет меньше сила магнитного поля и от сюда меньше тяги. И еще, чем больше проходит тока через обмотку, тем больше она нагревается и тем меньше общая эффективность.
Чтобы найти компромисс производители пошли путем увеличения обмотки за счет использования толстой медной проволоки. Это уменьшит сопротивление в обмотке, увеличит мощность без ущерба в скорости и тяге. А чем больше сечение проволоки, тем больше может пройти тока без чрезмерного нагрева.
Но вот чем толще проволока и больше обмотка, тем тяжелее сам мотор. Кроме того, обмотка занимает в корпусе мотора уже много места. И вот поэтому мощные моторы должны быть большими.
Крепление колокола мотора
Для крепление колокола мотора на месте используется несколько типов фиксаторов: C-clip, E-clip и болт. У каждого типа есть свои плюсы и минусы и точно сказать какой из них лучший я затрудняюсь.
Вообще, крепление на болту более удобно для последующего обслуживания мотора, колокол гораздо легче снять и потом снова одеть. Но тут есть риск перетянуть болт и заклинить его в валу, что может привести к затруднению при вращении. Бывали случаи когда болт самораскручивался и колокол улетал. Но и C-clip тоже страдает от подобных проблем самопроизвольного расцепления.
Закрытый и оголенный низ мотора
Классический корпус электромотора предполагает полностью закрытую конструкцию. Но сейчас замечена тенденция на открытый низ. И тут и там есть свои положительные и отрицательные моменты.
Закрытый (слева) и открытый (справа) низ электромотора
Конструкция с закрытым низом предполагает большую прочность, а вот открытый низ — меньше веса, легкость. Открытый мотор легче чистить от грязи, в отличии от закрытого, в котором грязь может набиваться со временем, мешая ему работать.
С открытым мотором лучше видно как сильно затягивать болты при его креплении на раму. А то бывали случаи когда их перетягивали или болты были слишком длинными и ими повреждали обмотку.
Прямое или обратное вращение
Маркировка у моторов может иметь значения CW и CCW, что означает Clockwise (По часовой стрелке — Прямое), Counter Clockwise (Против часовой стрелки — Обратно). Но это совсем не означает, что мотор может вращаться исключительно в этом направлении. По факту, как ты его подключишь к питанию, так он и будет вращаться. Различие у них не в этом, а в резьбе вала.
В квадрокоптере должно быть 2 мотора с прямым вращением и 2 с обратным, так чтобы гайки на валах все время находились в затянутом состоянии.
Чтобы точно определить правильная ли у вас резьба, т.е. правильный ли вы ставите мотор на то или иное место, приложите гайку к валу и начните вращать мотор в ту сторону, в которую он по вашей задумке должен вращаться. Если гайка закручивается, значит все у вас правильно.
Что значит KV? Характеристики и маркировка бесщеточных двигателей — Drone Digest
Вертолеты
Что еще нужно знать о двигателе для дрона?
Одной из важных вещей, отсутствующих в стандартном коде, является диаметр вала. Этот параметр должен быть обязательно приведен на странице характеристик продукта или в спецификации. Знание параметра потребуется для подбора правильного размера пропеллера и соединения.
Что дальше?
Если вы хотите еще сильнее углубиться в тему выбора, то вам нужно открыть Ютуб или любой поисковик и вбить запрос «тест тяги двигателя @название двигателя@» и изучить видео, где различные блогеры тестирую двигатель на разном уровне газа используя разные пропеллеры, выискивая идеальные параметры совмещения двигатель/пропеллер. Искать нужно видео о двигатели, который вы присмотрели для своей сборки.
Данные будут примерно такого вида:
«>Тяга «>Амперы «>Ватты » data-sheets-formula=»=R[-24]C[0]»>HQProp 5x4x3GF » data-sheets-numberformat=»[null,2,"0",1]» data-sheets-formula=»=AVERAGEIFS(INDIRECT(R[0]C1&"!$E$"&R53C4&":$E$"&R53C5),INDIRECT(R[0]C1&"!$E$"&R53C4&":$E$"&R53C5),">"&R53C6,INDIRECT(R[0]C1&"!$E$"&R53C4&":$E$"&R53C5),"<"&R53C7)»>17790 » data-sheets-numberformat=»[null,2,"0.00",1]» data-sheets-formula=»=AVERAGE(INDIRECT(R[0]C1&"!$F$"&R53C4&":$F$"&R53C5))»>16.08 » data-sheets-numberformat=»[null,2,"0.0",1]» data-sheets-formula=»=R[0]C[-5]/R[0]C[-1]»>3.9 Основные факторы влияющие на летные характеристики
Определившись с размером мотора, вы увидите, что подходящих моделей очень много. Чтобы выбрать наилучший вариант, нужно учесть несколько моментов:
- Тяга
- Эффективность и потребляемый ток
- Вес
Выбор того или иного мотора очень сильно зависит от целей применения коптера, стиля полета и желаемого поведения.
«popo» — способ крепления пропеллеров
«Pop on Pop off» (PoPo) — это вал, в котором есть подпружиненные шарики для быстрой установки пропеллера. Более подробно читайте тут (англ).
Kv — количество оборотов на вольт
KV это просто параметр, показывающий сколько оборотов в минуту совершит двигатель, он не будет показателем мощности, тяги или эффективности.
KV 8000 это значит, что если подать на двигатель 1 вольт, то он будет крутиться со скоростью 8 тысяч оборотов в минуту.
N и p в «формуле» мотора (полюса и магниты)
Вы, наверное, уже видели в описаниях моторов значения типа «12N14P». Число перед «N» (12) означает количество электромагнитов в статоре, а «14P» — количество постоянных магнитов в роторе (в колоколе).
У разных типоразмеров моторов разное числю полюсов, например, моторы типа 22XX и 23XX обычно имеют 12 полюсов (12N) и 14 магнитов (14P).
Количество полюсов определяет расстояние между ними, если их мало, тогда в статоре поместится больше железа, поэтому мощность будет выше. Если мы увеличим количество полюсов, тогда магнитное поле будет более равномерным, и, следовательно, мотор будет вращаться более плавно, т.к. управление будет более точным.
- Больше полюсов — плавность
- Меньше полюсов — выше мощность
Количество полюсов всегда кратно трем, т.к. по сути, это 3х-фазный мотор и имеет 3 провода, поэтому число будет 9, 12, 15, 18 и т.д. Число полюсов сложно изменить и при выборе двигателя для коптера на это можно не обращать внимание.
Аккумуляторы для двигателей
Про токоотдачу вы уже знаете из текста выше, а что насчет выбора 4S или 6S аккумулятора? Ответ на этот вопрос есть в статье LiPo 6S аккумулятор, чем отличается от 4S, его эффективность и использование, там есть таблица с расчетами какой двигатель выбрать для 4S, 5S, 6S аккумуляторов и их RPM.
Балансировка моторов
Первое что нужно сделать при получении новых моторов — это отбалансировать их. На самом деле это очень правильный шаг несмотря на то, что он не всегда необходим. Лично я балансирую крупные моторы типа 2212.
Практика показала, что моторы многих брендов балансировать не нужно, их качество и так отличное. Однако, если вы выбрали дешевые моторы, то не удивляйтесь более низкому качеству и необходимости балансировки.
Вам нужен бесщеточный мотор?
Существует огромное количество продавцов онлайн, и интернет-магазин Banggood также специализируется на запчастях к дронам, поэтому, если вы ищете выгодную цену, обязательно ознакомьтесь с предложениями по бесщеточным двигателям на Banggood.
Вес мотора
При выборе мотора часто упускают из вида его вес, хотя это очень важный критерий для фристайла и дронрейсинга.
Поскольку моторы расположены по углам рамы, их вес заметно влияет на отзывчивость управления коптером. Более тяжелые моторы увеличивают угловой момент инерции коптера, т.е. чтобы поменять положение коптера потребуется большее усилие.
На практике это означает, что при выполнении флипов и ролов требуется время чтобы коптер набрал необходимую скорость вращения, а затем время, чтобы снизить эту скорость. Более тяжелые моторы требуют больше времени на изменение скорости. Поэтому коптер с тяжелыми моторами будет менее отзывчивым.
Воздушный зазор (air gap)
Воздушный зазор между ротором и статором. С увеличением расстояния магнитное поле ослабевает нелинейно, так что уменьшение этого зазора заметно увеличивает мощность мотора.
Небольшой зазор не только делает мотор более мощным, но и увеличивает крутящий момент и уменьшает время реакции. Недостаток небольшого зазора: увеличение потребляемого тока и уменьшение эффективности. Ну и появляются опасения на счет долговечности, т.к. при ударе по колоколу, может сместится ротор, который заденет статор, в результате чего магниты могут отвалиться или вообще разрушиться.
Время реакции
Это время зависит от крутящего момента, чем он выше, тем быстрее реакция. Простой способ измерения — засечь за какое время мотор наберёт макс. обороты.
Время реакции сильно зависит от веса и шага выбранного пропеллера. Помните, атмосфера тут тоже имеет влияние. На уровне моря давление выше, воздух плотнее, т.е. больше молекул воздуха, которые перемещаются винтом для создания тяги. На большой высоте винты будут вращаться быстрее и время реакции на стики будет ниже, но общая тяга тоже снизится (т.к. плотность воздуха ниже).
История изменений
- Октябрь 2023 — первая версия статьи
- Ноябрь 2023 — добавлена новая информация
- Май 2023 — добавлены характеристики моторов
- Январь 2023 — исправлены грамматические ошибки
- Март 2023 — добавлены разделы про обмотки, полюса, подшипники и крутящий момент
- Октябрь 2023 — добавлены информация о схемах крепления и PoPo-технологии
Ищите моторы? с чего начать?
Не важно какого размера будет у вас коптер, перед выбором моторов нужно определиться с рамой и знать примерный вес коптера. Однако, если вы планируете собирать 5″ коптер, тогда можете смело переходить к разделу «размер мотора«.
Если вы новичок, тогда рекомендую начать со статьи про то, что такое FPV гонки.
Есть два вида моторов: коллекторные и бесколлекторные. Как правило бесколлекторные используются на более крупных моделях, а коллекторные только на очень мелких. Позже я опубликую статью с более подробным описанием их отличий.
Какие нужны регуляторы оборотов (esc)?
Нужно учитывать мощность выбранных регуляторов оборотов. Так как двигатели потребляют 24 ампера, ESC нужны минимум на 25 А, а лучше на 30, чтобы был запас и они сильно не грелись. Сейчас большой выбор ESC и лучше всегда брать с запасом на 5 А.
Какого размера нужен мотор?
Выбирать комплектующие для коптера можно в таком порядке: размер рамы, размер пропов, размер мотора.
Зная размер рамы, мы можем оценить требуемые размеры моторов. Рама ограничивает нас макс. допустимым диаметром пропов, а от характеристик пропеллера зависят характеристики моторов (чтобы эффективность их работы была максимальной), именно тут мы и определяемся с KV моторов.
Также необходимо убедиться, что у моторов достаточная мощность для вращения выбранных пропов, тут уже играет важную роль размер статора. Обычно чем больше статор, и выше KV, тем больший ток потребляет мотор.
В таблице вы найдёте общие рекомендации, это не жесткие правила, одни используют более оборотистые моторы, чем указано; другие, наоборот, менее оборотистые.
Данные предполагают, что на квадрике будет стоять 4S LiPo аккумулятор, а размер рамы — это расстояние между диагонально расположенными моторами (подробнее про рамы читайте тут).
Размер рамы Диаметр пропеллера Размер мотора KV 150 или меньше 3″ или меньше 1105 -1306 или меньше 3000KV или больше 180 мм 4″ 1806 2600KV – 3000KV 210 мм 5″ 2204-2208, 2306 2300KV-2600KV 250 мм 6″ 2204-2208, 2306 2000KV-2300KV 350 мм 7″ 2208 1600KV 450 мм 8″, 9″, 10″ или крупнее 2212 или больше 1000KV и ниже Крутящий момент
Иногда говорят, что у моторов с небольшим KV высокий крутящий момент, а если у мотора высокое значение оборотов на вольт, то крутящий момент небольшой. Хотя это и возможно, но не всегда правда. KV почти ничего не говорит о крутящем моменте, а влияет на максимальный потребляемый ток и макс. допустимое напряжение.
Как уже указывалось выше, у моторов с высоким KV обмотки короче, а значит и ниже сопротивление. Это снижает макс. допустимое напряжение и увеличивает потребляемый ток (при прочих равных характеристиках, при том же пропеллере).
Крутящий момент в основном определяется:
- размером статора, чем он больше, тем выше момент
- материалами: тип магнитов, качество медной обмотки
- конструкцией мотора: расстояние между ротором и статором, числом полюсов и т.д.
Если всё одинаково, тогда два мотора с разным KV будут иметь одинаковый крутящий момент. Небольшое значение KV просто означает, что вам нужно более высокое напряжение чтобы получить те же обороты. На самом деле все несколько сложнее, но это довольно простое и точное описание.
Причина, по которой пилотам кажется, что у моторов с небольшим KV большой момент, в том, что падение напряжения у таких моторов ниже, чем у моторов с высоким KV, именно это падение напряжения и снижает крутящий момент. Теоретически, момент должен быть одинаков, но на практике такого не бывает.
Крутящий момент — это палка о двух концах.
Моторы с большим крутящим моментом позволяют менять обороты быстрее, благодаря этому будет меньше паразитных вибраций, а реакция на стики — мгновенной. Коптер с такими моторами будет очень резким, а его движения будут менее естественными, более похожими на дерганые движения роботов.
В наши дни всё больше и больше пилотов сталкивается с паразитными вибрациями, и корнем проблемы могут быть как раз современные, сверхмощные моторы. Они настолько мощные, что могут создавать петли обратной связи, от которых очень трудно избавиться. Демпфирование полетного контроллера может помочь, но лучше искать настоящую причину вибраций и не использовать чрезмерно мощные моторы.
Крутящий момент и его отношение к kv
Постоянная крутящего момента является обратной величиной KV. Чем больше KV, тем меньше крутящий момент.
Ток, крутящий момент и KV взаимосвязаны, двигатели с более низким KV требуют меньшего тока для вращения тяжелых пропеллеров и, следовательно, имеют больший крутящий момент, но теряют эффективность при высоких оборотах — и наоборот, двигатели с высоким KV требуют более высоких токов для вращения тяжелых пропеллеров, но могут работать на высоких оборотах более эффективно.
Магниты в бесколлекторных моторах
Магниты различаются по силе магнитного поля, например: N52, N54 и т.д. Чем больше число, тем сильнее магнит.
Более сильные магниты теоретически дадут больший крутящий момент и высокую эффективность.
При повороте мотора руками вы почувствуете «щелчки» или «шаги», чем отчетливее они ощущаются, тем хуже, т.к. это показывает силу магнитного поля и то, на сколько она слабая между магнитами, т.к. поле очень неравномерно. Если «щелчки» более слабые, то мотор будет вращаться плавнее.
При определенной температуре магниты ослабевают, N52H нужны чтобы справиться с высокой температурой. Буква H в конце, означает высокую рабочую температуру. Говорят, что N52SH в этом плане ещё лучше, но в настоящее время не известно на сколько N52SH лучше N52H и N52.
Есть вероятность, что при аварии или от вибрации магниты вообще оторвутся. Их можно приклеить обратно клеем Loctit 438.
Масса или вес
Здесь все просто, чем меньше вес, тем легче мотору раскручиваться, чем больше вес, тем тяжелее. Легкий двигатель можно более тонко настроить (PID) и он более чувствителен в воздухе. Чем легче двигатель, тем он мягче, поэтому новичкам лучше выбирать двигатели массивнее, чтобы в случае аварии они сильно не страдали.
Для гонок предпочтительнее тяжелые двигатели, а для фристайла легкие.
Помните, нужно балансировать между соотношением мощности к весу.
Моторы прямого и обратного вращения (cw и ccw)
Иногда можно встретить маркировку «CW» и «CCW«, что расшифровывается как “ClockWise” (по часовой стрелке) и “Counter-ClockWise” (против часовой стрелки).
Направление вращения важно для коллекторных моторов, т.к. щетки очень быстро стираются при вращении в обратную сторону, у бесколлекторных моторов такой проблемы нет.
CW и CCW бесколлекторные моторы это как правило полностью одинаковые моторы, единственное их отличие — направление резьбы на валу (англ).
Моторы на квадрокоптере вращаются в разных направлениях, важно то, что при их вращении все 4 гайки удерживающие винты сами затягиваются.
Как проверить, что вы поставили мотор с нужной резьбой? Просто держитесь за гайку на валу, и начните вращать мотор в том направлении, в котором он должен вращаться на коптере. Если гайка затягивается, тогда вы правильно выбрали направление резьбы ��
Лично я предпочитаю использовать одинаковую резьбу на всех моторах, так что никогда не запутаюсь с гайками. Когда придется искать дополнительные гайки в магазинах, вы поймете, как сложно найти гайки с левой резьбой.
Напряжение и потребляемый ток
Важно понять, что напряжение питания тоже влияет на выбор моторов и винтов. При увеличении напряжения мотор будет пытаться вращать винт быстрее, и поэтому будет потреблять большой ток. Убедитесь, что знаете, какой будет потребляемый ток и какая получится тяга.
После того, как вы определите макс. потребляемый ток, пора переходить к выбору регуляторов скорости.
Обмотка
Число витков в обмотках статора влияет на то, какой максимальный ток будет потреблять мотор, а толщина провода определяет максимально допустимый ток, который не вызовет перегрев мотора.
Меньше витков = меньше сопротивление = выше kv. Недостаток — магнитное поле статора будет слабее, а усилие на валу — меньше.
Все происходит наоборот при увеличении числа витков. Чем больше витков, тем сильнее магнитное поле статора и больше усилие. Но из-за более длинных проводов увеличивается сопротивление и KV мотора уменьшается.
Чтобы получить большую мощность моторов, производители часто увеличивают число полюсов и при этом используют более толстый провод. Благодаря этому сопротивление обмоток уменьшается, а мощность увеличивается (не жертвуя при этом эффективностью и крутящим моментом). Такой мотор без перегрева может потреблять довольно большой ток.
Однако более толстый провод и увеличение числа обмоток приводят к увеличению массы мотора, а обмотки занимают больше места, что требует увеличения статора. Поэтому и появляются всё более крупные моторы, и по вышеуказанным причинам они мощнее.
Одножильные и многожильные обмотки
Одножильная обмотка делается толстым проводом и способна хорошо рассеивать тепло, больше подходит для моторов с большим напряжением питания, типа 5S или 6S. Но, из-за значительных пустот между толстыми витками, плотность обмотки довольно низкая.
Для замены одного толстого провода, в многожильной намотке обычно используют по три более тонких. Т.к. провода тоньше, то теплоотвод хуже, и физически их легче повредить.
Обычно у моторов с многожильной намоткой характеристики лучше, чем с одножильной, это связано с тем, что такая намотка получается плотнее, что дает более сильное магнитное поле (т.е. получается более мощный и эффективный мотор).
Замечу, что ещё очень важна аккуратность намотки, не только в эстетическом плане, но и в электромагнитном. Если провод уложен как попало, есть куча пересечений, тогда провода не будут перпендикулярны статору и магнитное поле будет менее эффективным.
Особенности моторов для квадрокоптеров
Очень много параметров влияют на характеристики мотора, они могут быть очень сложными и противоречивыми. Например, моторы с одинаковым размером статора и KV, могут давать совершенно разную тягу, потреблять разный ток и по-разному реагировать на стики, всё это даже при использовании одинаковых пропеллеров. Отличия в дизайне, материалах, это тоже важно.
Ниже я покажу вам разные конструктивные особенности, которые влияют на основные характеристики моторов.
Открытый или закрытый низ мотора?
Нижняя часть мотора (основание) может быть сделана в «традиционном», закрытом стиле или в более новом, открытом. У обоих вариантов есть и плюсы, и минусы.
У моторов с закрытым низом более прочное основание, однако если низ открытый, то и вес меньше, разница около 2 грамм.
В мотор с закрытым низом реже попадает грязь, но открытые моторы легче чистить.
Если низ открытый, то хорошо видны крепежные винты, поэтому шанс закоротить обмотки ниже (чаще всего коротят обмотки новички, если у моторов закрытый низ).
Однако, закрытый низ лучше защищает обмотки от повреждения.
Подшипники
О подшипниках обычно мало говорят, это связано с тем, что про них мало что известно, но я думаю, что должен дать кое-какую базовую информацию.
Размер подшипника это не внешний или внутренний диаметр, это разница между ними. Чем он шире, тем больше шариков помещается. Более крупные шарики прочнее, а значит надежнее в случае аварии. Если шарики меньше, тогда вращение будет более плавным на больших оборотах.
Возможно, вы слышали, что в некоторых моторах используют «керамические подшипники»? В них ставятся керамические шарики, а не металлические; такие подшипники более плавные, но и более хрупкие.
Диаметр отверстия в подшипнике (внутренний диаметр) определяется диаметром вала двигателя.
Пропеллеры
Размер пропеллеров зависит от размера рамы. Все пропеллеры начинаются с маркировки, например, 5045, это 5-дюймовые пропеллеры с шагом 4,5. Как вы уже знаете, размер допустимых пропеллеров должен быть указан в описании к раме. Кроме этого, допустимы размер пропеллеров указывается в карточке описания двигателя и выглядит так:
Прочие факторы влияющие на летные характеристики
Производители не указывают многие характеристики, но их можно найти, почитав обзоры и тесты.
- Крутящий момент
- Время реакции
- Температура
- Уровень вибраций и качество балансировки
Прочие фишки
- Контактные площадки для пайки
- Интегрированные регуляторы скорости
- Дизайн системы охлаждения
Производители моторов постоянно экспериментируют как с дизайном, так и с интеграцией с другим железом, это ведет к улучшению системы охлаждения и даже интеграции регуляторов в моторы. Лично я считаю, что контактные площадки для пайки проводов питания довольно удобны, они позволят вам использовать более тонкий провод там, где не нужны большие токи, а значит сэкономят вес. В случае обрыва провода ремонт тоже упрощается.
Размер рамы и вес
Общий вес коптера — это вес всех комплектующих, которые планируется поставить на модель: рама, полётные контроллер (ПК), плата распределения питания (PDB), приёмник, видеопередатчик, антенна, моторы, пропеллеры, регуляторы скорости, LiPo аккумулятор, дополнительная нагрузка типа GoPro и т.д.
Скорее всего вы не получите точный вес, лучше его переоценить и иметь запас по мощности, чем недооценить и получить нелетающий коптер. Не забудьте добавить 10-20 грамм для учета веса проводов, пищалки, нейлоновых стяжек и т.д.
Зная размер рамы, мы получаем максимально допустимый диаметр пропеллеров. Как только вы узнаете вес коптера, то сможете оценить необходимую тягу, и комбинацию мотор-проп (винтомоторная группа).
Дополнительная информация: как выбрать пропеллер для коптера (англ).
Расшифровка маркировка двигателей квадрокоптеров
KV – количество оборотов в минуту на вольт, чем больше число, тем сильнее будет крутиться колокол двигателя и тем меньше можно установить пропеллер. У микро дронов (tiny whoop) всегда очень большой KV, он может быть 8500, а может и 15000KV
2204 — размер статора.
A2313/16T – Буква А это класс двигателя. 23 – диаметр магнитопривода в мм, толщина двигателя 13 мм, 16 – витков.
Чем меньше витков у двигателя, тем больше KV, но меньше крутящий момент.
Рекомендации по выбору
На выбор доступно огромное число моторов, это реально проблема. В моем списке комплектующих для миникоптеров я указал наиболее популярные модели.
А вот топ 5 лучших моторов для миникоптеров по версии нашего сообщества.
С чего начать?
Первое, что нужно сделать — это посчитать вес вашего квадрокоптера. Конечно, когда вы только планируете, составить конечный вес сложно и придется опираться на данные из описания товаров и честность продавцов.
Первым делом нужно узнать вес рамы, потому что это основа и в большинстве своем ее форма и размеры начинают определять максимальные размеры оборудования, которое можно повесить на эту раму. Но давайте все изучим по порядку.
Соотношение тяги и веса коптера
Общее правило такое: макс. тяга должна быть как минимум в 2 раза больше веса коптера. Запомните, это действительно минимум необходимый для того, чтобы коптером можно было легко управлять во время висения. Если тяга слишком маленькая, тогда коптер будет плохо слушаться управления, и, возможно, будет довольно сложно взлететь.
Например, если вес коптера 1 кг, тогда тяга всех моторов при 100% газе, должна быть как минимум 2 кг (500 г на мотор). Конечно, хорошо, если тяга ещё выше…
Чтобы летать быстро, у гоночных коптеров соотношение тяги к весу значительно больше. Нет ничего необычного в том, что у кого-то миникоптер имеет это соотношение 10:1 или даже 13:1. В общем и целом, для акробатики я рекомендую иметь соотношение как минимум 5 к 1.
Чем больше это число, тем лучше управляется и ускоряется коптер. Однако, если оно слишком большое, тогда коптером становится сложно управлять. Небольшого движения стика газа будет достаточно чтобы «выстрелить коптером на орбиту, как ракетой». �� Конечно, всё очень сильно зависит от навыков пилота.
Даже если вы планируете заниматься только медленной аэрофотосъемкой, нужно рассчитывать на 3:1 или 4:1. Это даст вам не только надежное управление, но и позволит в будущем увеличить полезную нагрузку. Например, более тяжелую камеру или дополнительные аккумуляторы для увеличения длительности полёта.
Стопорное кольца / стопорный винт
Чтобы зафиксировать вал на основании мотора, производители используют либо стопорное кольцо, либо винт. У каждого способа есть как достоинства, так и недостатки, сложно сказать, что лучше.
В общем и целом, использование винтика упрощает обслуживание мотора, т.к. его легче открутить, чем снять и поставить стопорное кольцо. При использовании винта есть риск перетянуть его и тогда вал будет вращаться с доп. усилием.
Были и случаи отстрела стопорных колец прямо во время полета, при этом колокол сразу улетает в сторону, а коптер падает. Однако, и с винтами такое тоже случается.
Строение двигателя и как он работает
Все бесколлекторные (бесщеточные) двигатели состоят из 4 компонентов:
Статор. Статор это обмотка двигателя, состоящая из 3 фаз длинных тонких проводков, которые обматываются вокруг сердечника. Провода покрыты эмалью/лаком, чтобы предотвратить короткое замыкание при обмотке и работе. Если вы хорошо учили физику, то знаете, что ток, протекающий по проводу, создает магнитное поле.
Когда провод обмотан вокруг чего-то, то магнитное поле увеличивается. Чем больше ток, тем больше сила магнитного поля и больше крутящий момент от вашего двигателя. Однако, большие токи сильно нагревают обмотку, особенно вот такие тонкие провода и защитная эмаль может оплавиться при сильном нагреве, тогда произойдет короткое замыкание и двигатель станет нерабочим.
Неодимовые магниты. Эти магниты из редкоземельных металлов генерируют фиксированное магнитное поле, они маленькие, но создают очень сильное магнитное поле. Они приклеены эпоксидной смолой или цианокрилатом к корпусу мотора, а точнее к его колоколу.
Корпус двигателя защищает магниты и обмотку. Обычно он изготовлен из легкого металла, такого как алюминий. Более продвинутые двигатели имеют корпусы, которые сделаны как вентиляторы, т.е. при вращении нагоняют воздух на обмотку сердечника, чтобы охлаждать ее.
Вал мотора жестко прикреплен к верхней части. Это рабочий компонент мотора, который передает крутящий момент на пропеллеры.
Двигатели для дронов делятся на два типа:
- Коллекторные
- Бесколлекторные
Коллекторные двигатели используются в основном на слабых дронах начального уровня, а чаще всего на игрушках. Дело в том, что они не могут развивать значительные обороты и мощность, а это значит у них будет маленькая подъемная сила. Они громоздкие и склонны к поломкам, так как у таких моторов больше трущихся деталей.
Общий вид щеточного (коллекторного) двигателя
Принцип работы коллекторных двигателей : мотор состоит из корпуса, внутри него находятся магниты – плюс и минус, корпус неподвижен, а в движение приводится ротор с обмоткой с помощью щеток, которые подают электричество на обмотку:
Бесколлекторные двигатели используются на гоночных и профессиональных дронах, а также на съемочных, все чаще их ставят даже на бюджетные квадрокоптеры за $100. Отличаются огромными мощностями, значительными оборотами и тягой. Такие двигатели компактные, по весу примерно такие же, имеют долговечность за счет минимума движущихся частей, потому колокол с валом крутится на 2 подшипниках.
Общий вид бесщеточного двигателя
Принцип работы бесколлекторных (бесщеточных) двигателей: магниты и обмотка создают движущую силу благодаря взаимодействию и созданию магнитного поля между ними. Это происходит благодаря подаче постоянного тока на определенную обмотку (у нас 3 фазы, то есть 3 отдельных провода на обмотке), ток подается и прекращает подаваться на определенные обмотки в короткий промежуток времени, тысячные доли секунды, заставляя крутиться верхнюю часть с магнитами.
Схема крепления
Обычные схемы крепления (расстояние между отверстиями) моторов 22xx, 23xx и 24xx: 16 х 16 мм или 16 х 19 мм. Большинство рам для 5″ коптеров рассчитано именно на это.
Температура
Она тоже влияет на моторы, т.к. при большой температуре снижается сила магнитного поля постоянных магнитов ротора, а при очень большой температуре они быстро размагничиваются, что снижает срок службы моторов.
Использование слишком тяжелых пропов и постоянная эксплуатация на больших оборотах может привести к перегреву. Постоянный перегрев ухудшит характеристики магнитов и поэтому конструкция моторов, обеспечивающая хорошее охлаждение, также гарантирует большой срок эксплуатации (конечно если вы не будете падать и ломать моторы).
Толщина пластин статора (lamination)
Статор собирается из отдельных пластин, чем меньше толщина пластины, тем больше их требуется для сборки статора.
Если кратко, то чем тоньше пластины, тем лучше. Сборный статор позволяет снизить вихревые токи (токи Фуко), из-за которых меняется магнитное поле и выделяется лишнее тепло. Тем тоньше пластины, тем меньше энергии тратится на вихревые токи (из-за которых появляются нежелательные магнитные поля), а мотор получается более эффективным и мощным.
Уровень вибраций и качество балансировки
Вибрации моторов могут вызвать кучу разных нежелательных побочных эффектов, и скажутся на летных характеристиках коптера.
Если мотор плохо отбалансирован, тогда вибрации могут влиять на PID-контроллер. Такой коптер будет довольно сложно настроить, т.к. частота вибраций зависит от газа.
Плохо отбалансированный мотор генерирует гораздо больше электрического шума, по сравнению с плавно вращающимся. Такие помехи тоже влияют на гироскопы, что снижает возможности коптера ещё больше, а также создают шумы на видео (если FPV оборудование питается от того же аккумулятора, что и моторы, а так бывает в 99% случаев, прим. перев).
Многие пилоты используют демпферы и антивибрационное крепление моторов и полётного контроллера, это позволяет снизить уровень вибраций и дает неплохие результаты.
Помните, что поврежденный, погнутый или несбалансированный пропеллер также создает нежелательные вибрации.
Форма кольца для фиксации магнитов
Внутри колокола есть кольцо для фиксации магнитов. Сам колокол обычно изготавливают из алюминия, а кольцо — из стали, т.к. оно должно взаимодействовать с магнитным полем.
В современных моторах это не просто кольцо, его форма специально разрабатывается для оптимизации магнитного поля и увеличения крутящего момента.
Форма магнитов — изогнутые магниты
Использование изогнутых магнитов, позволяет уменьшить расстояние до статора, т.к. зазор становится одинаковым по всей длине магнитов.
Фактически это означает, что точка с самым сильным магнитным полем теперь находится не на поверхности магнита (как у прямоугольных).
«Эпицентр» магнитного поля с внешней стороны будет ниже поверхности, а с внутренней стороны — над поверхностью. Т,е. получается что магнитные поля постоянных магнитов и электромагнитов сближаются без уменьшения воздушного зазора.
Помимо формы магнитов, некоторые производители экспериментируют с их толщиной, иногда более тонкие магниты (с более слабым магнитным полем) дают лучший результат.
Эффективность (кпд)
Эффективность измеряется в граммах/ватт и представляется как требуемая тяга/мощность.
КПД двигателя влияет на время полета, срок службы аккумулятора и на падение напряжения в полете. Идеальный двигатель, это когда все параметры эффективны при любых оборотах двигателя, а не только при самых высоких.
Аккумулятор должен уметь отдавать большие токи, этот параметр указывается буквой С. Маленькие аккумуляторы с низким С не смогут реализовать высокую эффективность двигателя. Например, аккумулятор с 90С покроет потребности практически любых двигателей для фристайла и гонок.
Эффективность и потребляемый ток
Эффективность мотора обычно вычисляется делением тяги (при 100% газе) на потребляемую мощность и измеряется в граммах на ватт (г/Вт). Чем больше число, тем эффективнее мотор.
При выборе мотора нужно смотреть на его эффективность во всем диапазоне мощностей, не только на максимуме. Некоторые моторы лучше всего работают при небольшом газе, и могут терять эффективность при его увеличении.
Ещё один способ оценки эффективности — «грамм на ампер» (тяга/ток).
Обычно, чем больше тяга, тем больше потребляемый ток, поэтому нужно отдавать предпочтение моторам с макс. тягой при минимальном токе. Неэффективные моторы либо дают небольшую тягу, либо потребляют очень много.
Эффективность зависит и от винтов, главное найти компромисс между тягой и эффективностью.
Выводы
Надеемся, вы почерпнули новую информацию и теперь понимаете, как выбрать двигатели для квадрокоптера. Ничего сложного здесь нет, главное сначала выбрать раму и пропеллеры, а затем подобрать оптимальные двигатели.
- С двигателем SunnySky мы получаем: