Una guía completa para los motores de drones: tipos, vida útil, selección y preguntas frecuentes
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¿Es el motor de dron AC o DC?
Esta es la primera pregunta que muchos principiantes encuentran cuando entran en contacto con los drones: "¿El motor de drones usa AC o DC?" A primera vista, esto suena como una pregunta eléctrica básica, pero implica la combinación de estructura del motor, tipo de fuente de alimentación y método de control .
Respuesta rápida: la mayoría de los drones usan motores DC
Más precisamente, la mayoría de los drones usan motores DC sin escobillas (BLDC para corta) . están alimentados por baterías de litio, que emiten voltaje de CC .y el controlador de velocidad electrónica (ESC) controla el orden en el que se energizan las bobinas trifásicas del motor, para conducir la rotación del motor .
Mientras opera, el ESC convierte a CC en señales de CA trifásicas, típicamente, ondas sinusoidales o cuadradas para impulsar el motor, esto no significa que el motor sea esencialmente un sistema de CA . Su sistema de alimentación y control de alimentación del núcleo todavía se basa en DC Logic .
¿Por qué no un motor de CA convencional?
Los drones se ejecutan en baterías, por lo que no hay un suministro de CA disponible .
Los motores de CA son más voluminosos, más difíciles de controlar e inadecuados para drones livianos;
Los motores de DC responden más rápido, lo que hace que sea más fácil ajustar rápidamente la actitud de la velocidad y el vuelo de control .
Por lo tanto, desde la adaptación energética hasta la respuesta de control, los motores DC son la mejor opción para los sistemas de energía UAV .
¿Cuáles son los dos tipos de motores de drones?
En sistemas de drones,Los motores se pueden dividir en dos categorías: motores de CC cepillados y motores de CC sin escobillas (BLDC) . A pesar de los nombres similares, los dos difieren significativamente en la estructura, el rendimiento y la aplicación .
Motor cepillado: estructura simple, pero eliminada gradualmente
Los motores con escobillas utilizan escobillas de carbón y conmutadores para cambiar la dirección de la corriente. Presentan métodos de control sencillos y son económicos. Se utilizan principalmente en drones o modelos de juguete económicos y de baja carga. Una ventaja clave es su sencillo funcionamiento "plug and play". Sin embargo, presentan un desgaste rápido, menor eficiencia y una vida útil limitada. Su vida útil típica oscila entre 1000 y 3000 horas, o aproximadamente un año.
Motor sin escobillas: más eficiente y la elección convencional
El motor sin escobillas elimina la estructura de conmutación mecánica y está controlado por un controlador de velocidad electrónico (ESC), por lo que tiene las siguientes ventajas:
Sin desgaste mecánico, vida útil más larga;
Respuesta de velocidad más rápida y control de vuelo más preciso;
Alta eficiencia, menos calor y mejor rendimiento de la duración de la batería;
Bajo ruido, haciéndolos ideales para aplicaciones como la fotografía aérea .
Hoy en día, desde drones de consumo hasta plataformas industriales, los motores sin escobillas se han convertido en la corriente principal absoluta, especialmente adecuada para escenarios con altas cargas, vuelos frecuentes y altos requisitos para la estabilidad .
¿Cuál es la vida útil de un motor de drones?
La vida útil del motor está directamente relacionada con la estabilidad a largo plazo y el coste de mantenimiento del dron. Especialmente en vuelos comerciales o de alta frecuencia, la durabilidad del motor es un factor clave a considerar al elegir un modelo.
Motor cepillado: vida corta, adecuada para uso único o ligero
Debido a la fricción continua entre los cepillos de carbono y el conmutador, el motor cepillado se desgastará gradualmente durante la operación, lo que dará como resultado una eficiencia reducida, una mayor generación de calor y, en última instancia, la degradación del rendimiento . en general hablando:
La vida útil es de aproximadamente 1000 ~ 3000 horas;
Si vuela con frecuencia, generalmente necesita reemplazarlo en aproximadamente un año;
Adecuado para drones de bajo costo o equipos de enseñanza/entretenimiento utilizados con poca frecuencia .
Motor sin escobillas: vida más larga y más estable
El motor sin escobillas elimina la estructura de fricción física, y su desgaste se concentra principalmente en la parte del rodamiento, por lo que la vida general es más larga .Si se usa correctamente y se realiza un mantenimiento básico (como impermeabilización, resistencia al polvo y limpieza regular):
La vida útil puede alcanzar más de 5, 000 horas, incluso superando con creces la vida útil de la batería y el bastidor;
También puede mantener una buena eficiencia y respuesta en la operación a largo plazo;
Es particularmente adecuado para plataformas UAV que requieren alta confiabilidad, como fotografía aérea, agricultura e inspección .
Por supuesto, no importa qué tipo de motor, su vida también se ve afectada por los siguientes factores:
Los vuelos de mayor carga y frecuentes aceleran el desgaste del motor .
Mala disipación de calor: altas temperaturas continuas aceleran el desgaste del rodamiento;
Nivel de protección: si el motor tiene una estructura impermeable y a prueba de polvo está relacionada con su resistencia ambiental .
¿Cuántos motores necesita un dron?
Esta pregunta puede parecer simple, pero en realidad está estrechamente relacionada con la estructura del dron . El número de motores determina la estabilidad del vuelo, la capacidad de carga y la complejidad de control de todo el dron .
Drones múltiples: los quadcopters son los principales
Los drones de consumo y comerciales más comunes son casi todos diseños de múltiples rotores, que se dividen en las siguientes categorías de acuerdo con el número de motores:
|
Nombre del modelo |
Número de motores |
Características y aplicaciones |
|
Quadcóptero |
4 |
El más común, adecuado para fotografía aérea, cruce y vuelo diario |
|
Hexacóptero |
6 |
Mejor capacidad de carga y redundancia para uso industrial/agrícola |
|
Octocopter |
8 |
Alta capacidad de carga, tolerancia a fallas mejorada, utilizada para fotografía aérea profesional y encuesta |
|
Tri-Rotor / Twin-Rotor |
2~3 |
Se ve principalmente en drones de ala fija o híbridos |
En términos generales, cada rotor requiere un motor . Cuanto más rotores hay, más complejo será el sistema de control, pero la estabilidad del vuelo y la capacidad de carga también mejorará .
Drones de ala fija: 1 ~ 2 motores
A diferencia de los drones de múltiples rotores, los drones de ala fija generalmente solo usan un motor de propulsión principal (a veces con un motor de despegue y aterrizaje vertical), que es adecuado para un vuelo de larga distancia y una resistencia más larga, pero tiene requisitos más altos para el despegue y el espacio de aterrizaje .
¿Por qué los motores de drones son tan fuertes?
Casi todos los que han usado un dron han tenido esta experiencia: tan pronto como comienza el motor, todo el avión emite inmediatamente un sonido "zumbido" de alta frecuencia, especialmente durante el despegue y la aceleración . Entonces, ¿por qué el motor de drones es tan fuerte? La clave del problema no es el motor en sí .
La verdadera "fuente de ruido" es la hélice
La principal fuente de ruido en los drones es la turbulencia del aire y la resistencia aerodinámica causada por hélices de giración rápida durante la rotación de alta velocidad, en lugar del ruido electromagnético o mecánico del motor . específicamente:
Cuanto mayor sea la velocidad, más violenta es la perturbación del aire y más fuerte es el ruido;
Cuanto más grande es la hélice y más empinada, más notable es el sonido de la cizalladura del viento;
Al volar a alta velocidad o con una carga pesada, el motor debe emitir el par a alta velocidad, lo que hace que el ruido aumente más .
La estructura del motor en sí también afecta el ruido, pero es más pequeña
Los motores sin escobillas son generalmente más silenciosos que los motores cepillados porque no tienen fricción de cepillo de carbono;
El método de control también es relevante ., por ejemplo, el control de onda cuadrada tiende a generar más ruido de alta frecuencia que el foC de onda sinusoidal .
Pero en general, el motor en sí solo representa una pequeña parte de la fuente de ruido .
Sugerencias de reducción de ruido
Elija un diseño de hélice más tranquilo (e . g . punta de hélice curva, cuchillas de reducción de ruido);
Trate de evitar vuelos a largo plazo de carga completa;
El uso de motores de alta calidad y los ESC de onda sinusoidal puede reducir aún más el ruido del sistema .
Cómo elegir el motor adecuado para su dron
Elegir el motor correcto es el requisito previo para garantizar un vuelo estable, seguro y eficiente del dron . especialmente en plataformas de vuelo autoensambladas o personalizadas, la selección de motores debe combinarse con múltiples parámetros, no solo "mirando el poder" .}
1. El peso total es importante
El empuje del motor debe ser suficiente para superar el peso de toda la máquina, incluida la siguiente:
Estante para aviones
Batería
Controladores, GPS, sensores y otros sistemas electrónicos
Carga de pago (e . g . cámara, sistema de pulverización)
La relación de empuje a peso de empuje a peso comúnmente recomendada es de 2: 1 a 3: 1, es decir:
Para un dron de 2 kg, cada motor debe entregar idealmente 1–1 . 5 kg de empuje.
En un quadcopter, cada motor debe proporcionar al menos 500 g de empuje estable .
2. El tamaño del marco determina la combinación de hélice y motor
Un motor no funciona de forma aislada, debe emparejarse con el tamaño de la hélice derecho . El tamaño de las hélices está limitado por la distancia entre ejes y la longitud del brazo del marco de drones .
Las hélices grandes (como las más de 12 pulgadas) son adecuadas para motores de bajo kV, que son adecuados para fotografía aérea y tareas de carga;
Las hélices pequeñas (como 5- pulgada y 6- pulgada) son adecuadas para motores de alto kV y son adecuados para maniobras de carreras o rápidas .
Cuanto mayor sea la estructura del marco, mayor es el tamaño del motor y mayor es la capacidad de disipación de calor que se puede usar, pero el peso de toda la máquina también aumentará en consecuencia .
3. Otros parámetros: voltaje, corriente y compatibilidad con ESC
El voltaje nominal del motor debe coincidir con la batería (por ejemplo, una batería 6S se puede adaptar a un motor que admite 22 . 2V de voltaje).
La corriente máxima afecta la selección del ESC, y un margen 20-30% debe reservarse;
Si se usa con ESC de alto rendimiento (como FOC ESC), se recomienda seleccionar motores de bajo a mediano kV con respuesta rápida y par estable .
¿Cuanto mayor sea el valor de KV de un motor sin escobillas, mejor?
Al comprar o comparar motores para drones, se suele mencionar el parámetro "valor KV". Mucha gente piensa que cuanto mayor sea el KV, mayor será la potencia del motor y mayor su velocidad de vuelo, pero no es así.
¿Qué es el valor de KV?
El valor KV se refiere a la velocidad que el motor puede generar en vacío por cada 1 V de voltaje aplicado (en RPM/V). Por ejemplo, un motor de 1000 KV tiene una velocidad teórica en vacío de 10 000 RPM con un voltaje de 10 V.
Refleja las características de velocidad del motor, no de calidad general .
Valor de kV más alto ≠ mejor motor
Motor de KV alto: velocidad rápida, pero de bajo par, adecuado para carga ligera, vuelo de alta velocidad a corto plazo (como drones de carreras);
Motor bajo de KV: velocidad lenta pero alto par, más adecuado para aplicaciones con cargas pesadas y altos requisitos para vuelo estable (como fotografía aérea y drones agrícolas);
Además, el valor de KV también afecta el tipo de hélices que puede usar:
Los motores de alto kV generalmente se combinan con hélices cortas;
Los motores de bajo KV son adecuados para grandes hélices, lo que ayuda a mejorar el empuje y la eficiencia .
¿Cómo determinar el rango KV apropiado?
Esto depende de varios factores:
Voltaje de la batería: cuanto mayor sea el voltaje, mayor será la velocidad real y el valor de KV deben reducirse adecuadamente;
Tamaño de la cuchilla: cuchillas grandes con bajo KV, cuchillas pequeñas con KV alto;
Misión de vuelo: si necesitas maniobrabilidad, elige un KV alto; Si necesita estabilidad y resistencia, elija un KV bajo .
¿Qué motor de drones es mejor para ti?
Frente a una amplia variedad de motores en el mercado, muchas personas tienen esta pregunta: ¿Cuál debería elegir? ¿Hay un motor universalmente "mejor"? De hecho, en el campo de los drones, no hay un motor absolutamente "mejor", solo el que mejor se adapte a sus necesidades de vuelo, condiciones estructurales y presupuesto .
La primera base para la selección del motor: peso de la máquina
Los drones más pesados requieren motores más potentes para despegar suavemente y mantener un vuelo estable . Esto incluye no solo el peso del marco en sí, sino también el peso de la batería, el sistema de control de vuelo, las hélices y la carga útil (como cámaras, pulverizadores), etc.
Una vez que se determina el peso total, se puede deducir el empuje total requerido por el motor, y luego el rango de empuje que cada motor debe tener puede calcularse en función del número de ejes .
Por ejemplo:
Para un dron quadcopter con un peso total de 4 kg, se recomienda que el empuje de cada motor sea al menos 1 . 5kg ~ 2 kg, dejando algo de redundancia para garantizar un vuelo estable.
Segunda base: tamaño de la rejilla
El tamaño del marco de drones determina la longitud de las hélices que puede usar, lo que a su vez afecta directamente la elección del motor:
Los marcos más grandes se pueden combinar con grandes hélices + motores de bajo kV para mejorar la eficiencia y la estabilidad;
El cuadro más pequeño limita la longitud de la cuchilla y debe coincidir con un motor KV alto para aumentar la velocidad para compensar el empuje .
En otras palabras, el motor, las hélices y el marco se unen y no se pueden considerar por separado .
La tercera base: Misión de vuelo
Los diferentes escenarios de misión tienen diferentes requisitos de rendimiento para los motores:
Para tareas como la fotografía aérea y la inspección, la estabilidad, el bajo ruido y la eficiencia de resistencia del motor son más importantes;
Las carreras, los drones voladores y otras escenas requieren la aceleración, la velocidad de respuesta y la potencia explosiva del motor;
Las plataformas como la agricultura y la logística requieren motores con bajo KV, alto torque y alta capacidad de carga .
VSD UAV MOTOR
Si está buscando soluciones de motor confiables, estables y de alto rendimiento para diferentes tipos de drones, VSD ofrece múltiples modelos de motores de rotor exterior sin escobillas, que cubren una amplia gama de necesidades de aplicación, desde drones ligeros de cross-country hasta fotografías aéreas de carga pesada y plataformas agrícolas.
VSD Modelos de motor de venta en caliente de un vistazo:
|
modelo |
Rango de valor de KV |
Usos recomendados |
Empuje máximo |
|
380kV |
Plataforma de logística aérea de grado industrial/Logística Multi-Rotores |
9034g |
|
|
420kV |
Drones agrícolas/drones de inspección |
7232g |
|
|
900–1520kv |
Topografía de tamaño mediano, fotografía aérea y plataforma de vuelo de carga de carga |
4185g |
|
|
1300–1950KV |
Aeronave de fotografía y entrenamiento de carga media de carga media |
2910g |
|
|
900kV |
Plataforma de vuelo estable de resistencia múltiple y rotor |
2710g |
|
|
1350–1750kv |
Plataforma de múltiples eje flexible, inspección ambiental |
2728g |
|
|
1800–2400kV |
Drones a través del país, drones de carreras |
1683g |
|
|
1960kV |
FPV liviano, aeronave de nivel de entrada |
1702g |
¿Por qué elegir VSD Motors?
Una variedad de opciones de personalización de KV para que coincidan con diferentes plataformas de voltaje (3s ~ 12s)
Datos de prueba completos e informe de rendimiento para cada motor
Antes de abandonar la fábrica, se ha sometido a pruebas estáticas + pruebas de empuje + verificación de envejecimiento de alta temperatura
Puede proporcionar sugerencias de correspondencia de ESC, adaptación de la hélice, servicios OEM/ODM
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