Una guia completa per als motors drone: tipus, vida útil, selecció i preguntes freqüents

 

Aquesta és la primera pregunta que molts principiants es troben quan entren en contacte amb drons: "El motor drone utilitza CA o DC?" A primera vista, això sembla una pregunta elèctrica bàsica, però implica la combinació d’estructura del motor, tipus d’alimentació i mètode de control .

 

Resposta ràpida: la majoria dels drons utilitzen motors de corrent continu

Més precisament, la majoria dels drons utilitzen motors DC sense escombretes (BLDC per a curt) . que estan alimentats per bateries de liti, que la tensió de corrent continu de sortida .i el controlador de velocitat electrònica (ESC) controla l'ordre en què es dinamitzen les bobines trifàsiques del motor, per conduir la rotació del motor .

 

Mentre funciona, l'ESC converteix DC en senyals triàstiques com a senyals, titualment o ones quadrades.

 

Per què no un motor de CA convencional?

Els drons funcionen amb bateries, de manera que no hi ha cap subministrament de CA disponible .

 

Els motors de CA són més bassos, més difícils de controlar i no són adequats per a drons lleugers;

 

Els motors de corrent continu responen més ràpidament, facilitant l’ajust de la velocitat i el control de l’actitud del vol .

 

Per tant, des de l'adaptació energètica a la resposta de control, els motors de corrent continu són la millor opció per als sistemes de potència UAV .

 

En sistemes de drone,Els motors es poden dividir en dues categories: motors de corrent continu i motors de corrent continu (BLDC) raspallats (BLDC) . Malgrat els noms similars, els dos difereixen significativament en l'estructura, el rendiment i l'aplicació .

 

Motor raspallat: estructura simple, però eliminada gradualment

Els motors raspallats utilitzen pinzells i commutants de carboni per canviar la direcció del corrent . Tenen mètodes de control simples i costos baixos . S'utilitzen principalment en alguns drons de baix cost, de baixa càrrega Life . La vida típica oscil·la entre 1, 000 a 3, 000 hores, o una vida de servei d'aproximadament un any .

 

Motor sense escombrat: més eficient i l’opció principal

El motor sense escombrat elimina l'estructura de commutació mecànica i està controlat per un controlador electrònic de velocitat (ESC), de manera que té els avantatges següents:

Sense desgast mecànic, una vida útil més llarga;

 

Resposta de velocitat més ràpida i control de vol més precís;

 

Alta eficiència, menys calor i millor rendiment de la bateria;

 

Soroll baix, fent -los ideals per a aplicacions com la fotografia aèria .

 

Avui en dia, des de drons de consum fins a plataformes industrials, els motors sense escombretes s’han convertit en el corrent absolut, especialment adequat per a escenaris amb càrregues elevades, vols freqüents i requisits elevats d’estabilitat .

 

La vida del motor està directament relacionada amb l’estabilitat i el cost de manteniment a llarg termini del drone ., especialment en els escenaris de vol comercials o d’alta freqüència

 

Motor raspallat: vida curta, adequada per a un ús únic o lleuger

A causa de la fricció contínua entre els pinzells de carboni i el commutador, el motor raspallat es desgastarà gradualment durant el funcionament, donant lloc a una eficiència reduïda, augment de la generació de calor i, en definitiva, degradació del rendiment . en general parlant:

La vida útil és d’unes 1000 ~ 3000 hores;

 

Si voleu freqüentment, normalment cal substituir -lo en aproximadament un any;

 

Apte per a drons de baix cost o equipament d'ensenyament/entreteniment d'ús poc freqüent .

 

Motor sense escombrat: vida més llarga i més estable

El motor sense escombrat elimina l'estructura de fricció física i el seu desgast es concentra principalment en la part del suport, de manera que la vida general és més llarga .Si s’utilitza correctament i es realitza un manteniment bàsic (com ara la impermeabilització, la prova de pols i la neteja regular):

La vida del servei pot arribar a més de 5, 000 hores, fins i tot superant amb escreix la vida útil de la bateria i el bastidor;

 

També pot mantenir una bona eficiència i resposta en funcionament a llarg termini;

 

És particularment adequat per a plataformes UAV que requereixen una alta fiabilitat, com ara fotografia aèria, agricultura i inspecció .

 

Per descomptat, no importa quin tipus de motor, la seva vida també es veu afectada pels següents factors:

La càrrega superior i els vols freqüents acceleren el desgast del motor .

 

Dissipació de calor deficient: les temperatures altes contínues acceleren el desgast del suport;

 

Nivell de protecció: si el motor té estructura impermeable i a prova de pols està relacionada amb la seva resistència ambiental .

 

Aquesta pregunta pot semblar senzilla, però en realitat està estretament relacionada amb l'estructura del drone . El nombre de motors determina l'estabilitat del vol, la capacitat de càrrega i la complexitat de control de tot el drone .

 

Drones multi-rotors: els quadropters són el corrent principal

Els drons més comuns dels consumidors i comercials són gairebé tots els dissenys multi-rotors, que es divideixen en les categories següents segons el nombre de motors:

Nom del model	Nombre de motors	Funcions i aplicacions
Quadcopter	4	El més comú, adequat per a fotografia aèria, creuament i vol diari
Hexacòpter	6	Millora de la capacitat de càrrega i la redundància per a l’ús industrial/agrícola
Octocòpter	8	Alta capacitat de càrrega, tolerància a les falles millorada, utilitzada per a la fotografia aèria professional i enquestes
Tri-rotor / bessó-rotor	2~3	Es veu principalment en drons híbrids o ala fixa

 

En general, cada rotor requereix un motor . Com més rotors hi hagi, més complex serà el sistema de control, però també es millorarà l'estabilitat i la capacitat de transport .

 

Drones d’ala fixa: 1 ~ 2 motors

A diferència dels drons multi-rotors, els drons d’ala fixa solen utilitzar un motor de propulsió principal (de vegades amb una cua/enlairament vertical i un motor d’aterratge), que és adequat per a un vol de llarga distància i una resistència més llarga, però té requisits més elevats per a l’enlairament i l’espai de desembarcament .

 

Gairebé tothom que ha utilitzat un drone ha tingut aquesta experiència: tan aviat com el motor comença, tot l’avió emet immediatament un so “brunzit” d’alta freqüència, sobretot durant l’enlairament i l’acceleració ., per què el motor drone és tan fort? La clau del problema no és el propi motor .

 

La veritable "font de soroll" és l'hèlix

La font principal de soroll en drons és la turbulència de l’aire i l’arrossegament aerodinàmic causat per les hèlixs de rotació ràpida durant la rotació d’alta velocitat, en lloc del soroll electromagnètic o mecànic del motor . específicament:

Com més gran sigui la velocitat, més violenta és la pertorbació de l’aire i més fort el soroll;

 

Com més gran sigui l’hèlix i el pas més fort sigui el to, més notable és el so de cisalla;

 

Quan vola a gran velocitat o amb una càrrega pesada, el motor ha de sortir el parell a gran velocitat, fent que el soroll augmenti més .

 

L’estructura del motor en sí també afecta el soroll, però és més petita

Els motors sense escombrat són generalment més tranquils que els motors raspallats perquè no tenen fricció de raspall de carboni;

 

El mètode de control també és rellevant . Per exemple, el control de les ones quadrades tendeix a generar més soroll d’alta freqüència que l’ona sinusoïdal Foc .

 

Però, en general, el motor en si només compta amb una part petita de la font de soroll .

 

Suggeriments de reducció del soroll

Trieu un disseny de l'hèlix més tranquil (e . g . punta de l'hèlix corbat, fulles reductives de soroll);

 

Proveu d'evitar vols de càrrega completa a llarg termini;

 

L'ús de motors d'alta qualitat i ESCs d'ona sinusoïdal pot reduir encara més el soroll del sistema .

 

L’elecció del motor dret és el requisit previ per assegurar el vol estable, segur i eficient del drone ., especialment en les plataformes de vol autoensamblades o personalitzades, la selecció de motors s’ha de combinar amb diversos paràmetres, no només "mirant la potència" .

 

1. Matèries de pes total

L’empenta del motor ha de ser suficient per superar el pes de tota la màquina, inclòs el següent:

Cremallera d'avions

 

Pila

 

Controladors, GPS, sensors i altres sistemes electrònics

 

PUNTARIA (e . g . càmera, sistema de polvorització)

 

La relació d'empenta-pes recomanada habitualment és de 2: 1 a 3: 1, és a dir:

 

Per a un drone de 2kg, cada motor ha de lliurar idealment 1–1 . 5kg d’empenta.

 

En un quadcopter, cada motor ha de proporcionar almenys 500g d’empenta estable .

 

2. La mida del marc determina la combinació de l'hèlix i el motor

Un motor no funciona de forma aïllada: s'ha de combinar amb la mida de l'hèlix dret . La mida de les hélices està limitada per la distància entre eixos i el braç del marc drone .

Les grans hélices (com aquelles superiors a 12 polzades) són adequades per a motors de baix nivell de KV, adequats per a fotografia aèria i tasques de càrrega;

 

Les petites hèlixs (com ara 5- polzada i 6- polzada) són adequades per a motors de KV alts i són adequats per a curses o maniobres ràpides .

 

Com més gran sigui l'estructura del marc, més gran és la mida del motor i més gran és la capacitat de dissipació de calor que es pot utilitzar, però el pes de tota la màquina també augmentarà en conseqüència .

 

3. Altres paràmetres: tensió, corrent i compatibilitat ESC

La tensió nominal del motor ha de coincidir amb la bateria (per exemple, una bateria 6S es pot adaptar a un motor que suporti la tensió 22 . 2V).

 

El corrent màxim afecta la selecció de l'ESC i s'ha de reservar un marge {{0}%;

 

Si s’utilitza amb ESC d’alt rendiment (com ara ESCS FOC), es recomana seleccionar motors de baix a mitjà-kV amb resposta ràpida i parell estable .

 

En comprar o comparar motors drone, el paràmetre "valor kv" sovint s'esmenta . Molta gent pensa que com més gran sigui el KV, més fort sigui el motor i més ràpid volarà, però no és el cas .

 

Què és el valor KV?

El valor KV es refereix a la velocitat que el motor pot generar en condicions de càrrega sense càrrega per a cada tensió 1V aplicada (en rpm/v) . Per exemple, un motor 1 000 KV té una velocitat teòrica de càrrega de 10.000 rpm sota un voltatge de 10V .

 

Reflecteix les característiques de velocitat del motor, no la qualitat general .

 

Valor KV superior ≠ Morta millor

Motor alt KV: velocitat ràpida, però baix parell, adequat per a la càrrega lleugera, vol d’alta velocitat a curt termini (com ara drons de cursa);

 

Motor de KV baix: velocitat lenta però un parell alt, més adequat per a aplicacions amb càrregues pesades i requisits elevats per a vol estable (com ara fotografia aèria i drons agrícoles);

 

A més, el valor KV també afecta el tipus d’hèlix que podeu utilitzar:

Els motors de KV alts solen aparèixer amb hélices curtes;

 

Els motors baixos de KV són adequats per a grans hèlixs, cosa que ajuda a millorar l’empenta i l’eficiència .

 

Com determinar la gamma KV adequada?

Això depèn de diversos factors:

Tensió de la bateria: com més gran sigui la tensió, més gran és la velocitat real i el valor KV s’hauria de reduir adequadament;

 

Mida de la fulla: fulles grans amb kV baixes, fulles petites amb KV alt;

 

Missió de vol: si necessiteu maniobrabilitat, trieu un KV alt; Si necessiteu estabilitat i resistència, trieu un baix KV .

 

Davant d’una gran varietat de motors al mercat, molta gent té aquesta pregunta: quina he de triar? Hi ha un motor universalment "millor"? De fet, en el camp dels drons, no hi ha cap motor absolutament "millor", només el que millor s'adapti a les necessitats de vol, a les condicions estructurals i al pressupost .

 

La primera base per a la selecció del motor: pes de la màquina

Els drons més pesats requereixen motors més potents per enlairar -se sense problemes i mantenir el vol estable . Això inclou no només el pes del marc en si, sinó també el pes de la bateria, el sistema de control de vol, els hèlixs i la càrrega útil (com ara càmeres, polvoritzadors), etc .

 

Un cop determinat el pes total, es pot deduir l’empenta total requerida pel motor i, a continuació

 

Per exemple:

Per a un drone quadcopter amb un pes total de 4kg, es recomana que l’empenta de cada motor sigui almenys 1 . 5kg ~ 2kg, deixant una mica de redundància per assegurar el vol estable.

 

Segona base: Mida del cremallera

La mida del marc drone determina la longitud de les hèlixs que podeu utilitzar, que al seu torn afecta directament l’elecció del motor:

Els marcs més grans es poden combinar amb grans hèlixs + motors de baix nivell per millorar l'eficiència i l'estabilitat;

 

El fotograma més petit limita la longitud de la fulla i s'ha de combinar amb un motor KV alt per augmentar la velocitat per compensar l'empenta .

 

Dit d'una altra manera, el motor, les hélices i el marc estan enllaçats i no es poden considerar per separat .

 

La tercera base: missió de vol

Els diferents escenaris de missions tenen requisits de rendiment diferents per als motors:

Per a tasques com la fotografia i la inspecció aèria, l'estabilitat, el soroll baix i l'eficiència de resistència del motor són més importants;

 

Les curses, els drons voladors i altres escenes requereixen l’acceleració, la velocitat de resposta i la potència explosiva del motor;

 

Plataformes com l’agricultura i la logística requereixen motors amb KV baix, un parell elevat i una alta capacitat de càrrega .

 

Si busqueu solucions de motor d’alt rendiment, estables i fiables per a diferents tipus de drons, VSD proporciona múltiples models de motors de rotor exterior sense escombrat, que cobreixen una àmplia gamma de necessitats d’aplicació des de drons de fons lleuger fins a fotografia aèria i plataformes agrícoles de càrrega pesada .

 

Models de motor de venda calenta VSD D’una ullada:

model	Gamma de valor KV	Usos recomanats	Empenta màxima
5315 Motor Drone	380kV	Fotografia aèria de grau industrial/plataforma de logística multi-rotor	9034g
Motor de drone 4720	420kV	Drones agrícoles/drons d’inspecció	7232g
3115 Motor Drone	900–1520kV	Enquestes de mida mitjana, fotografia aèria i plataforma de vol de càrrega	4185g
Motor de drone 2808	1300–1950kV	Aeronaus de formació i fotografia aèria de càrrega mitjana	2910g
Motor de drone 2812	900kV	Plataforma de vol estable i multi-rotor de resistència	2710g
Motor de drone 2807	1350–1750kV	Plataforma flexible de diversos eixos, inspecció ambiental	2728g
2306 Motor Drone	1800–2400kV	Drons de fons, drons de carreres	1683g
2207 Motor Drone	1960kv	FPV lleuger, avions de nivell d'entrada	1702g

 

Per què triar Motors VSD?

Una varietat d’opcions de personalització de KV per combinar diferents plataformes de tensió (3s ~ 12s)

 

Completeu les dades de prova i l’informe de rendiment de cada motor

 

Abans de sortir de la fàbrica, ha sofert proves estàtiques + proves d’empenta + verificació d’envelliment d’alta temperatura

 

Pot proporcionar suggeriments de concordança d’ESC, adaptació de l’hèlix, serveis OEM/ODM

 

Necessiteu especificacions detallades o consells tècnics? No dubteu a contactar amb nosaltres per a manuals de producte, mostres o consulta tècnica . També admetem Project Collaboration .