Velocidad, torque y velocidad del motor de drones: comprensión de los parámetros de rendimiento del núcleo
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¿Por qué necesita conocer la velocidad del motor, el torque y la velocidad de vuelo?
Al comprar o usar motores de drones, la primera reacción de muchas personas es verificar el "valor de KV" y el "empuje máximo", pero a menudo pasan por alto los factores fundamentales detrás de esos valores: velocidad del motor, torque y velocidad de vuelo: los verdaderos parámetros definidos por el rendimiento de cualquier dron .
Estos tres factores interactúan entre sí y determinan conjuntamente la velocidad de respuesta de la aeronave, la capacidad de carga, la eficiencia energética y la estabilidad del vuelo . en términos simples:
Velocidad (RPM): determina qué tan rápido gira la hélice;
Torque (NM): determina qué tan grande se puede conducir la hélice y cuánta carga puede soportar;
Velocidad de vuelo: no está determinado únicamente por la velocidad de rotación, pero es el resultado del control coordinado del sistema .
Para diferentes escenarios de aplicación, como la fotografía aérea industrial, el reconocimiento, el mapeo o las carreras a través del país, cómo hacer coincidir la plataforma de velocidad del motor apropiada y el rango de salida de torque de acuerdo con los requisitos de la tarea es un enlace muy crítico .
En nuestro artículo anterior, hemos mencionado que Los motores de drones convencionales usan motores DC sin escobillas (BLDC), que alcanzan una alta velocidad de rotación ajustando el voltaje y las señales de control. Sin embargo, durante el vuelo real, el motor no siempre funciona sin carga. Se ve afectado por múltiples factores, como la carga de las palas, la resistencia del aire y la respuesta del ESC, y la velocidad y el par también cambian dinámicamente.
Si desea mejorar aún más la eficiencia de vuelo, prolongar el tiempo de vuelo o aumentar la capacidad de carga, el valor KV por sí solo no es suficiente. Solo comprendiendo el rendimiento sustancial de la velocidad y el par podrá tomar una decisión bien fundamentada y lograr un rendimiento estable.
¿Cuál es el valor de KV? ¿Cómo afecta la velocidad?
En la tabla de parámetros de los motores de drones, el valor de KV (RPM/V) es uno de los indicadores de rendimiento más comunes. Indica la velocidad teórica que el motor puede generar por cada voltaje de entrada de 1V en condiciones de carga sin carga, y la unidad es "RPM por voltio" .
Por ejemplo, un motor con un valor KV de 1 000 tiene una velocidad teórica sin carga de 10 × 1000=10, 000 rpm a 10V .
Cabe señalar que:
Cuanto mayor sea el valor de KV, más rápida es la velocidad sin carga, que es adecuada para el vuelo de alta velocidad y carga de luz, como los drones voladores .
Cuanto más bajo sea el valor de KV, más lenta es la velocidad por unidad de voltaje, pero puede producir un par más alto, que es adecuado para plataformas de fotografía aérea con cargas más pesadas y un vuelo más estable .
Sin embargo, el valor de KV sirve solo como una referencia teórica en condiciones de no carga . Una vez en el entorno de vuelo real, el motor se verá afectado por muchos factores como la carga de la hélice, la limitación de corriente de ESC, la capacidad de descarga de la batería, etc.
Por lo tanto, al seleccionar un motor, uno no solo debe observar el valor numérico del valor de KV, sino también hacer un juicio integral basado en factores como la plataforma de voltaje, la configuración ESC, los parámetros de la hélice, etc.
¿Es la velocidad del motor simplemente voltaje × kV valor? Los factores del mundo real faltantes
Cuando muchas personas aprenden por primera vez sobre motores de drones, aplicarán una fórmula aparentemente simple:
Velocidad teórica (RPM)=Voltaje × KV Valor
Esta fórmula es básicamente válida en condiciones sin carga . Por ejemplo, para un motor con un valor de KV de 1500, cuando se alimenta con una batería 6S (22.2V), la velocidad teórica sin carga debe ser:
1500 × 22.2=33, 300 rpm
Pero el problema es: los motores nunca se ejecutan sin carga cuando el dron está volando .
Durante el vuelo real, el motor se ve afectado por una variedad de factores de carga y ambientales, y su velocidad a menudo es más baja que el valor teórico . específicamente, los siguientes factores están involucrados:
Carga de la hélice: cuanto más grande y más pesada es la hélice, mayor será la resistencia y más obvia es la caída de la velocidad;
Resistencia y altitud del aire: los cambios en la densidad del aire afectarán la eficiencia de la hélice e indirectamente afectarán la velocidad del motor;
Caídas de voltaje de la batería: bajo un vuelo de alta carga o a largo plazo, el voltaje caerá y la velocidad disminuirá simultáneamente;
Estrategia de control ESC: algunas estrategias de control de vuelo no permiten que el motor funcione a toda velocidad, sino que optimice la eficiencia;
Aumento de la temperatura del motor: cuando aumenta la temperatura, aumenta la resistencia interna, lo que también afectará ligeramente el rendimiento de la velocidad .
Si está seleccionando o analizando el rendimiento, está lejos de ser suficiente para confiar únicamente en el cálculo de "KV × Voltage" . Recomendamos usar los datos de empuje medidos de los motores de drones VSD para hacer un juicio integral, que incluye no solo el valor de KV, la potencia y la corriente, sino también el rendimiento de salida de velocidad y el rendimiento de salida real bajo diferentes combinaciones de Blade {.}}
Esta "curva de velocidad de carga" le dice más sobre las verdaderas capacidades del motor que un solo número que podría .
¿Qué es el torque y cómo se relaciona con el empuje?
El par es un parámetro clave para medir la fuerza impulsora de un motor . representa la "fuerza de rotación" ejercida por el eje del motor . Si la velocidad determina "velocidad", entonces el par determina "lo que puede ser impulsado" .
En los drones, el motor no gira solo, pero impulsa la hélice . El proceso de la hélice corta el aire y la elevación generadora se basa esencialmente en el par proporcionado por el motor .
En términos simples:
Empuje ≈ torque × diámetro de la hélice × carga de tono
Nota: Esta es una fórmula conceptual simplificada; En la práctica, la generación de empuje también depende de la densidad del aire, la forma de la hélice y la velocidad de rotación .
Esto significa:
A la misma velocidad, cuanto mayor es el torque, más poderosa es la hélice;
El torque insuficiente también puede causar retraso de velocidad de la hélice, respuesta de vuelo lenta y un mayor consumo de energía .
Cabe señalar que un par alto ≠ un valor KV alto. Por el contrario, en aplicaciones reales, un valor KV bajo más una entrada de corriente alta tienen más probabilidades de generar un par alto, por lo que los drones de fotografía aérea de gran tamaño suelen utilizar motores con KV en el rango de 300 a 500.
Si el par es insuficiente, el motor no puede impulsar la hélice grande, incluso con un valor KV alto.
Por ejemplo, en nuestro motor sin escobillas VSD 5315, con una plataforma de voltaje de 6S a 12S, podemos alcanzar un empuje máximo de hasta 9034 g. Gracias a la combinación de un valor KV bajo y una corriente alta, se libera un par potente, lo que impulsa las palas de gran tamaño para un vuelo estable.
¿La velocidad de vuelo está directamente vinculada a las RPM del motor? Solo parcialmente .
Muchas personas creen que la velocidad de vuelo de un dron está determinada principalmente por la velocidad del motor . La mayor velocidad, más rápido vuela ., de hecho, esta vista es solo parcialmente correcta .
Para los drones de múltiples rotores, la velocidad de vuelo está determinada por múltiples factores:
Actitud de la aeronave: el ángulo de inclinación del fuselaje afecta directamente la distribución de empuje y la velocidad hacia adelante;
Algoritmo de control: el sistema de control de vuelo logra un vuelo estable y eficiente ajustando la velocidad y el ángulo del motor;
Eficiencia de la hélice: el diseño de diferentes cuchillas de la hélice afecta las características aerodinámicas, lo que a su vez afecta la velocidad y la resistencia .
Por lo tanto, simplemente aumentar la velocidad del motor no aumentará significativamente la velocidad de vuelo máxima del dron . De hecho, la velocidad del motor excesiva puede conducir a:
La eficiencia se reduce porque la pérdida de energía del motor y las cuchillas aumentan a altas velocidades;
El aumento del consumo de energía afecta la duración de la batería;
El control de vuelo es difícil de controlar con precisión, lo que puede reducir la estabilidad del vuelo .
Cómo entender el rendimiento del motor que tiene
Al comprar o usar motores de drones, muchas personas tienden a caer en el malentendido de solo mirar un solo parámetro ., la evaluación del rendimiento del motor debe integrar múltiples indicadores centrales para reflejar realmente su aplicabilidad .
1. KV valor, torque y velocidad real: todos son factores indispensables en la evaluación del rendimiento .
El valor de KV representa el nivel de velocidad teórico del motor cuando está descargado, pero no representa el estado de trabajo real;
El par refleja la fuerza impulsora del motor cuando se carga y es un factor clave en la generación de empuje;
Solo cuando estos tres se combinan se puede entender completamente el rendimiento del motor .
2. Selección razonable según los escenarios de la aplicación
Los drones de carreras generalmente usan motores de alta velocidad de alto kV para lograr una respuesta más rápida y una mayor velocidad;
La fotografía aérea industrial y los drones de carga de carga prestan más atención al torque y la estabilidad, y a menudo eligen modelos de bajo KV y alto par para garantizar un alto empuje y resistencia;
La velocidad refleja la velocidad de funcionamiento del motor en condiciones de carga y voltaje reales, y determina la velocidad de respuesta de vuelo .
Las plataformas multipropósito deben lograr un equilibrio entre la velocidad y el torque para cumplir con diversos requisitos de misión .
3. Consulte el informe de prueba completo del fabricante y los comentarios de los vuelos reales
Los datos teóricos son importantes, pero el rendimiento en el uso real puede reflejar mejor la calidad del motor . usuarios sugeridos:
Combinado con el informe de prueba detallado del fabricante, comprenda los datos específicos del motor bajo diferentes voltajes y cargas;
Consulte la retroalimentación de vuelo real de los pilotos o usuarios para evaluar la estabilidad y la durabilidad del motor .
Solo a través del juicio científico e integral puede asegurarse de elegir el motor de drones que mejor se adapte a sus necesidades .
Recomendación de fábrica de motor de UAV profesional-VSD
Al elegir un motor de drones confiable, no solo debe prestar atención a los indicadores de rendimiento, sino también la resistencia de producción y el soporte técnico del fabricante .Como fabricante profesional de motores de drones, VSD proporciona productos de motor sin escobillas personalizados y de alta calidad a clientes globales con años de experiencia en I + D y un sistema de gestión de calidad completo .
Ventajas de VSD:
Las ricas líneas de productos, que cubren de bajo KV a KV alto, para satisfacer una variedad de necesidades de aplicación;
El estricto control de calidad asegura que cada motor tenga un rendimiento estable y una larga vida útil;
Capacidades de personalización profesional, ajuste de parámetros y diseños de acuerdo con las necesidades del cliente, admitiendo múltiples especificaciones;
Complete el servicio postventa, proporcionando soporte técnico y datos de prueba, ayudando a los clientes a resolver problemas rápidamente .
Motores de drones recomendados de VSD
|
modelo |
Rango de valor de KV |
Rango de voltaje |
Potencia máxima (w) |
Empuje máximo (g) |
Escenarios aplicables |
|
380kV |
6S~12S |
4257 |
9034 |
Dron industrial múltiple |
|
|
420kV |
6S~8S |
3037 |
7232 |
Fotografía aérea y drones de carga útil de tamaño mediano |
|
|
900kV/1050kV/1520kV |
5S~8S |
1617 |
4185 |
Carreras y drones livianos |
|
|
1800KV ~ 2400KV |
4S~6S |
901 |
1683 |
FPV Racing Drone |
|
|
1300kV ~ 1950kV |
6S |
1623.5 |
2910.4 |
Dron de carga de luz multipropósito |
|
|
1960kV |
6S |
902.48 |
1702.7 |
FPV Racing Drone |
|
|
900kV |
6S |
1010 |
2710 |
Dron multirrotador medio |
|
|
1350kV ~ 1750kV |
4S~6S |
1436 |
2728.4 |
Dron de carga de luz multipropósito |
Ya sea que necesite un alto empuje para aplicaciones industriales o carreras de alta velocidad, VSD puede proporcionar soluciones profesionales correspondientes .
