En komplett guide til dronemotorer: Typer, levetid, utvalg og vanlige spørsmål

 

Dette er det første spørsmålet mange nybegynnere møter når de kommer i kontakt med droner: "Bruker dronemotoren AC eller DC?" Ved første øyekast høres dette ut som et grunnleggende elektrisk spørsmål, men det innebærer kombinasjonen av motorstruktur, strømforsyningstype og kontrollmetode .

 

Rask svar: De fleste droner bruker DC -motorer

Mer presist bruker de fleste droner børsteløse DC -motorer (BLDC for kort) . De er drevet av litiumbatterier, som utgangs DC -spenning .og den elektroniske hastighetskontrolleren (ESC) kontrollerer rekkefølgen som trefasede spoler på motoren er energisk, for å drive motorens rotasjon .

 

Mens du opererer, konverterer ESC DC til tre-fase AC-lignende signaler-typisk sinus eller firkantede bølger for å kjøre motor

 

Hvorfor ikke en konvensjonell AC -motor?

Droner kjører på batterier, så det er ingen AC -forsyning tilgjengelig .

 

AC -motorer er bulkere, vanskeligere å kontrollere og uegnet for lette droner;

 

DC Motors reagerer raskere, noe

 

Derfor, fra energitilpasning til kontrollrespons, er DC -motorer det beste valget for UAV -kraftsystemer .

 

I dronesystemer,Motorer kan deles inn i to kategorier: børstede DC -motorer og børsteløse DC Motors (BLDC) . Til tross for lignende navn, skiller de to seg betydelig i struktur, ytelse og applikasjon .

 

Børstet motor: enkel struktur, men eliminert gradvis

Børstemotorer bruker karbonbørster og kommutatorer for å endre strømretningen. De har enkle kontrollmetoder og lave kostnader. De brukes hovedsakelig i noen rimelige droner eller leketøysmodeller med lav belastning. En viktig fordel er enkel plug-and-play-drift. De lider imidlertid av rask slitasje, lavere effektivitet og begrenset levetid. Typisk levetid varierer fra 1000 til 3000 timer, eller en levetid på omtrent 1 år.

 

Børsteløs motor: mer effektiv og mainstream valg

Den børsteløse motoren eliminerer den mekaniske kommutasjonsstrukturen og styres av en elektronisk hastighetskontroller (ESC), så den har følgende fordeler:

 

Ingen mekanisk slitasje, lengre levetid;

 

Raskere hastighetsrespons og mer presis flykontroll;

 

Høy effektivitet, mindre varme og bedre batterilevetid;

 

Lavt støynivå, noe som gjør dem ideelle for applikasjoner som luftfotografering.

I dag, fra forbrukerdroner til industrielle plattformer, har børsteløse motorer blitt den absolutte mainstreamen, spesielt egnet for scenarier med høy belastning, hyppige flyreiser og høye krav til stabilitet.

 

Livet til motoren er direkte relatert til den langsiktige stabilitets- og vedlikeholdskostnaden for dronen . Spesielt i kommersielle eller høyfrekvente flyscenarier, er motorens holdbarhet et av nøkkelpunktene som må være oppmerksom på når du velger en modell .

 

Børstet motor: kort levetid, egnet for engang eller lett bruk

På grunn av den kontinuerlige friksjonen mellom karbonbørstene og kommutatoren, vil den børstede motoren gradvis slites ut under drift, noe som resulterer i redusert effektivitet, økt varmeproduksjon og til slutt ytelsesnedbrytning . generelt sett:

Levetiden er omtrent 1000 ~ 3000 timer;

 

Hvis du flyr ofte, må du vanligvis bytte den ut om et år;

 

Passer for rimelige droner eller sjelden brukt undervisnings-/underholdningsutstyr .

 

Børsteløs motor: lengre liv og mer stabil

Den børsteløse motoren eliminerer den fysiske friksjonsstrukturen, og slitasjen er hovedsakelig konsentrert i lagerdelen, så det totale levetiden er lengre .Hvis det brukes riktig og grunnleggende vedlikehold utføres (for eksempel vanntetting, støvtetting og regelmessig rengjøring):

Levetiden kan nå mer enn 5, 000 timer, til og med langt overgår levetiden til batteriet og racket;

 

Det kan også opprettholde god effektivitet og respons i langvarig drift;

 

Det er spesielt egnet for UAV -plattformer som krever høy pålitelighet, for eksempel luftfotografering, landbruk og inspeksjon .

 

Uansett hva slags motor, påvirkes selvfølgelig også av følgende faktorer:

Høyere belastning og hyppige flyvninger akselererer motorklær .

 

Dårlig varmeavledning: Kontinuerlige høye temperaturer akselererer bærende slitasje;

 

Beskyttelsesnivå: Enten motoren har vanntett og støvtett struktur er relatert til miljøsistensen .

 

Dette spørsmålet kan virke enkelt, men det er faktisk nært knyttet til strukturen til dronen . Antallet motorer bestemmer flystabiliteten, belastningskapasiteten og kontrollkompleksiteten til hele dronen .}}

 

Multi-rotor droner: quadcopters er mainstream

De vanligste forbruker- og kommersielle dronene er nesten alle multirotor-design, som er delt inn i følgende kategorier i henhold til antall motorer:

Modellnavn	Antall motorer	Funksjoner og applikasjoner
Quadcopter	4	Den vanligste, egnet for luftfotografering, kryssing og daglig flyging
Heksakopter	6	Forbedret belastningskapasitet og redundans for industriell/landbruksbruk
Oktokopter	8	Høy belastningskapasitet, forbedret feiltoleranse, brukt til profesjonell luftfotografering og kartlegging
Tri-rotor / tvillingrotor	2~3	Mest sett i fastvinget eller hybriddroner

 

Generelt sett krever hver rotor en motor . Jo flere rotorer det er, jo mer komplisert vil kontrollsystemet være, men flyrestabiliteten og bæreevnen vil også bli forbedret .

 

Fix-wing droner: 1 ~ 2 motorer

I motsetning til multi-rotor-droner, bruker droner med fastvinging vanligvis bare en hovedfremdriftsmotor (noen ganger med en hale/vertikal start- og landingsmotor), som er egnet for langdistanseflyging og lengre utholdenhet, men har høyere krav til start- og landingsplass .

 

Nesten alle som har brukt en drone har hatt denne opplevelsen: Så snart motoren starter, avgir hele flyet umiddelbart en høyfrekvent "summende" lyd, spesielt under start og akselerasjon . Så hvorfor er dronemotoren så høy? Nøkkelen til problemet er ikke selve motoren .

 

Den virkelige "støykilden" er propellen

Hovedkilden til støy i droner er luftturbulens og aerodynamisk drag forårsaket av hurtigspinnende propeller under høyhastighetsrotasjon, i stedet for den elektromagnetiske eller mekaniske støyen til motoren . spesifikt:

Jo høyere hastighet, desto mer voldelige luftforstyrrelser og desto høyere støy;

 

Jo større propell og brattere banen, jo mer merkbar vindskjærlyd;

 

Når du flyr med høy hastighet eller med tung belastning, må motoren sende ut dreiemoment i høy hastighet, noe som får støyen til å øke ytterligere .

 

Selve motoriske strukturen påvirker også støyen, men den er mindre

Børsteløse motorer er generelt roligere enn børstede motorer fordi de ikke har noen karbonbørstefriksjon;

 

Kontrollmetoden er også relevant . For eksempel har kvadratbølge-kontrollen en tendens til å generere mer høyfrekvent støy enn sinusbølgefokus .

 

Men totalt sett står motoren bare for en liten del av støykilden .

 

Forslag til støyreduksjon

Velg en roligere propelldesign (e . g . buet propellspiss, støyreduserende kniver);

 

Forsøk å unngå langsiktige flyreiser;

 

Å bruke motorer av høy kvalitet og sinusbølge ESC-er kan redusere systemstøy ytterligere .

 

Å velge riktig motor er forutsetningen for å sikre stabil, sikker og effektiv flyging av dronen . Spesielt i selvmontert eller tilpassede flyplattformer, må utvalget av motorer kombineres med flere parametere, ikke bare "se på kraften" .

 

1. Total vekt saker

Motorisk skyvekraften må være tilstrekkelig til å overvinne vekten til hele maskinen, inkludert følgende:

Flystativ

 

Batteri

 

Kontrollere, GPS, sensorer og andre elektroniske systemer

 

Nyttelast (e . g . kamera, sprøytesystem)

 

Det ofte anbefalte thrust-to-weight-forholdet er 2: 1 til 3: 1, det vil si:

 

For en 2 kg drone skal hver motor ideelt sett levere 1–1 . 5 kg skyvekraft.

 

I et quadcopter må hver motor gi minst 500g stabilt skyvekraft .

 

2. Størrelsen på rammen bestemmer propell- og motorkombinasjonen

En motor fungerer ikke isolert-den må kobles sammen med riktig propellstørrelse . Størrelsen på propellene er begrenset av akselavstanden og armlengden på dronerammen .

Store propeller (for eksempel de som er større enn 12 tommer) er egnet for motorer med lav kV, som er egnet for luftfotografering og bærende oppgaver;

 

Små propeller (for eksempel 5- tomme og 6- tomme) er egnet for høy-kv motorer og er egnet for racing eller raske manøvrer .

 

Jo større rammestruktur, desto større er motorstørrelsen og desto større er varmedissipasjonskapasiteten som kan brukes, men vekten til hele maskinen vil også øke deretter .

 

3. Andre parametere: spenning, strøm og esc -kompatibilitet

Den nominelle spenningen på motoren må samsvare med batteriet (for eksempel kan et 6S -batteri tilpasses en motor som støtter 22 . 2V spenning).

 

Maksimal strøm påvirker valg av ESC, og en 20-30% margin må reserveres;

 

Hvis det brukes med ESC-er med høy ytelse (for eksempel FOC ESCs), anbefales det å velge lav- til middels kV-motor med rask respons og stabilt dreiemoment .

 

Når du kjøper eller sammenligner dronemotorer, blir parameteren "KV -verdi" ofte nevnt . mange mennesker tror at jo høyere KV, jo sterkere motoren og jo raskere vil den fly, men dette er ikke tilfelle .

 

Hva er KV -verdi?

KV-verdien refererer til hastigheten motoren kan generere uten belastning for hver 1V spenning som påføres (i RPM/V). For eksempel har en motor på 1000 kV en teoretisk tomgangshastighet på 10 000 RPM under 10V spenning.

 

Den gjenspeiler motorens hastighetskarakteristikker, ikke den generelle kvaliteten.

 

Høyere KV -verdi ≠ bedre motor

Høy KV-motor: Rask hastighet, men lavt dreiemoment, egnet for lett belastning, kortsiktig høyhastighetsfly (for eksempel racingdroner);

 

Lav KV -motor: langsom hastighet, men høyt dreiemoment, mer egnet for applikasjoner med tunge belastninger og høye krav til stabil flyging (for eksempel luftfotografering og jordbruksdroner);

 

I tillegg påvirker KV -verdien også hvilken type propeller du kan bruke:

High-kV motorer er vanligvis sammenkoblet med korte propeller;

 

Lav KV -motorer er egnet for store propeller, noe som hjelper til med å forbedre skyvekraften og effektiviteten .

 

Hvordan bestemme det aktuelle KV -området?

Dette avhenger av flere faktorer:

Batterispenning: jo høyere spenning, jo høyere er den faktiske hastigheten, og KV -verdien skal reduseres riktig;

 

Bladstørrelse: Store kniver med lav KV, små kniver med høy KV;

 

Flyoppdrag: Hvis du trenger manøvrerbarhet, velg en høy KV; Hvis du trenger stabilitet og utholdenhet, velger du en lav KV .

 

Overfor et bredt utvalg av motorer på markedet, har mange mennesker dette spørsmålet: Hvilken skal jeg velge? Er det en universelt "beste" motor? Faktisk, innen droner, er det ingen absolutt "beste" motor, bare den som best passer dine flyrbehov, strukturelle forhold og budsjett .

 

Første grunnlag for motorvalg: Maskinvekt

Tyngre droner krever kraftigere motorer for å ta av seg jevnt og vedlikeholde stabil flyging . Dette inkluderer ikke bare vekten på selve rammen, men også vekten på batteriet, flykontrollsystemet, propeller og nyttelast (for eksempel kameraer, sprøyter) osv. .

 

Når totalvekten er bestemt, kan den totale skyvekraften som kreves av motoren trekkes ut, og deretter kan skyvekanten som hver motor skal ha beregnes basert på antall akser .

 

For eksempel:

For en quadcopter -drone med en total vekt på 4 kg, anbefales det at skyvekraften til hver motor være minst 1 . 5 kg ~ 2 kg, og etterlater litt redundans for å sikre stabil flyging.

 

Andre basis: Rackstørrelse

Størrelsen på dronerammen bestemmer lengden på propellene du kan bruke, som igjen påvirker valg av motor:

Større rammer kan kobles sammen med store propeller + lav-kV motorer for å forbedre effektiviteten og stabiliteten;

 

Den mindre rammen begrenser bladlengden og må matches med en høy KV -motor for å øke hastigheten for å kompensere for skyvekraften .

 

Med andre ord, motoren, propellene og rammen er koblet sammen og kan ikke vurderes separat .

 

Tredje grunnlag: Flight Mission

Ulike oppdragsscenarier har forskjellige ytelseskrav for motorer:

For oppgaver som luftfotografering og inspeksjon er motorens stabilitet, lav støy og utholdenhetseffektivitet viktigere;

 

Racing, flygende droner og andre scener krever akselerasjon, responshastighet og eksplosiv kraft på motoren;

 

Plattformer som landbruk og logistikk krever motorer med lav KV, høyt dreiemoment og høy belastningskapasitet .

 

Hvis du er ute etter høyytelses, stabile og pålitelige motoriske løsninger for forskjellige typer droner, gir VSD flere modeller av børsteløse ytre rotormotorer, som dekker et bredt spekter av applikasjonsbehov fra lette langrennsdroner til tunge luftfotografering og landbruksplattformer .

 

VSD hot-selgende motormodeller med et øyeblikk:

modell	KV Value Range	Anbefalte bruksområder	Maksimal skyvekraft
5315 dronemotor	380kv	Luftfotografering av industriklasse/Multi-rotor logistikkplattform	9034g
4720 dronemotor	420KV	Landbruksdroner/inspeksjonsdroner	7232g
3115 dronemotor	900–1520kv	Mellomstor kartlegging, luftfotografering og bærende flyplattform	4185g
2808 dronemotor	1300–1950kv	Medium Load Aerial Photography and Training Aircraft	2910g
2812 dronemotor	900kv	Endurance Multi-Rotor, stabil flyplattform	2710g
2807 dronemotor	1350–1750kv	Fleksibel multi-akset plattform, miljøinspeksjon	2728g
2306 dronemotor	1800–2400kv	Langrennsdroner, racingdroner	1683g
2207 dronemotor	1960kv	Lett FPV, fly	1702g

 

Hvorfor velge VSD -motorer?

En rekke KV -tilpasningsalternativer for å matche forskjellige spenningsplattformer (3s ~ 12s)

 

Komplette testdata og ytelsesrapport for hver motor

 

Før du forlater fabrikken, har den gjennomgått statisk testing + skyvetesting + aldring av høy temperatur

 

Kan gi ESC -samsvarende forslag, propelltilpasning, OEM/ODM -tjenester

 

Trenger du detaljerte spesifikasjoner eller teknisk rådgivning? Kontakt oss gjerne for produkthåndbøker, prøver eller teknisk konsultasjon . Vi støtter også prosjektsamarbeid .