Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать

На что еще следует обратить внимание при выборе двигателя

Выше я написал, что вам нужно смотреть на тягу, которую развивает двигатель (Pull g).

Но вам также стоит обратить внимание на эффективность — Efficiency — граммы на ватты.

Что это значит? Все просто, чем больше Watt тратится, тем быстрее разрядится аккумулятор. Да, двигатель поднимет 710 грамм, но быстро разрядит аккумулятор, то есть, ему потребуется очень много энергии.

Это и ответ на вопрос — какие пропеллеры выбрать для двигателя — смотрим таблицу и выбираем наиболее эффективные.

Brotherhobby r6 2205 2700kv (для ультралегких коптеров на 4s)

В BrotherHobby R6 2205 используются новые подшипники EZO, благодаря им надежность увеличена по сравнению с предыдущей версией. Отличный дизайн и выбор материалов, из-за этого R6 2205 весит всего 26 грамм! Отлично подойдет для ультралегких коптеров.

Купить на: Banggood | AliExpress

Brotherhobby r6 2207 (для 6s)

Моторы BrotherHobby Returner R6 2207 имеют отличный дизайн, подшипники EZO и титановый вал, да и цена за этот высококачественный мотор очень даже адекватная.

В серии R6 сделано несколько заметных улучшений по сравнению с R5, главное — более крупные и более крепкие подшипники.

Купить на: Banggood | RDQ | AliExpress

Brotherhobby r3 2206 1720kv

R3 2206 1720KV — отличный выбор для ультралегких коптеров с 6S аккумуляторами.

Для 6S я пробовал разные моторы от 1600KV до 2600KV, и всё ещё думаю, чем ниже KV, тем легче настроить коптер (1600-200KV).

BrotherHobby R3 2206 1720KV отлично показали себя на моем легком коптере с шестибаночным аккумулятором, плавные и отзывчивые. И очень эффективные! Кое-кто использует их на 7″ коптерах с 4S аккумуляторами и получает отличный результат.

Купить: Banggood | RDQ | Обзор

Cobra champion 2205

Более старые версии моторов Cobra 2204 имели огромный успех, они были королями довольно долго. Но по мере выпуска всё более и более мощных моторов другими брендами, они теряли рынок. Серия Champion — это ответ кобры!

Моторы Champion 2205 отлично собраны и имеют характеристики близкие к RS2205S. Они отлично работают с легкими 5″ винтами, типа трехлопастных 5040, но не так хорошо с более тяжелыми. Главный недостаток — это вес, 29 грамм — немного тяжеловато для мотора размера 2205.

Champion 2205 — не самый мощный мотор, но хорошо сбалансирован в плане мощности и эффективности.

Купить. Обзор (англ).

Cw и ccw

Это направления вращения, на которые рассчитан мотор. CW – по часовой стрелке, CCW – против. На самом деле направление вращения всегда можно изменить без потерь. Этот параметр скорее относится к креплению. При вращении в неправильную сторону мотор может разбалтываться, из-за особенностей крепления, или, если пропеллер фиксируется на резьбовом соединении, он будет откручиваться.

Dys sunfun sf2207 (бюджетные, 4s)

DYS Sunfun 2207 — отличный бюджетный вариант. Я летаю на них уже около года, и они всё ещё прекрасно работают. Хорошее качество при очень доступной цене — $11 за штуку.

Они не суперски мощные, но довольно эффективные. Если вы новичок, то версия 2450KV будет отличным выбором. Мотор хорошо подходит к разным пропам, даже к тяжелым 5″.

Купить на: Banggood | RDQ | GetFPV | AliExpress

Emax rs2205s

В начале 2020 года выход предыдущей версии RS2205 буквально взорвал индустрию. Они показали всем, что мелкий моторчик может делать с 5″ винтами (я думаю, они первыми стали использовать мощные магниты N52). Моторы работают так хорошо, что многие до сих пор рекомендуют их к покупке.

Более новая версия RS2205-S — дает такую же мощность, как и другие топовые моторы размера 2205, а также показывает более быструю реакцию на газ (благодаря магнитам в виде дуги и более тонкому статору). Это наиболее удачный выбор моторов в категории 2205.

Купить | Обзор

Fpv система: видеопередатчик и камера

Камеры бывают очень легкие, например, Caddx Turbo весит всего 3,5 грамма, а обычные классические до 9 грамм.

Видеопередатчики без дополнительной защиты тоже очень легкие, вес у них колеблется от 4,5 грамм до 6-7 грамм.

Iflight xing x2207 (для фристайла, 4s/6s)

Серия Xing от iFlight, по-моему, это одна из самых выдающихся серий моторов для гонок. Помимо необычной формы колокола (довольно уникальная форма), у Xing 2207 есть и другие достоинства. Например, цельный титановый вал, прочные подшипники 9x4x4, обмотка одножильным проводом и демпфер между колоколом и подшипником для увеличения долговечности.

В серии Xing довольно много моделей с разным KV и с рабочим напряжением 4S и 6S LiPo, подходящих к разным пропам и стилям полета. 1700KV и 1800KV для 6S, 2450KV и 2750KV для 4S.

Купить на: Banggood | GetFPV | RDQ | AliExpress

Rcx rs2206 v3

RCX RS2206 V2 и V3 — это серьезное обновление предыдущей версии. Используются практически все современные наработки в плане дизайна и производства моторов, а характеристики наравне с другими топовыми моторами размера 2206, пожалуй, лучший 2206 со средним числом kv. И еще, моторы RS2206 V3 удивительно дешевые. За $14 вы получаете, вероятно, один из лучших моторов.

Новая редакция V3 практически идентична V2, за исключением формы колокола, препятствующей соскальзыванию магнитов.

Sunnysky edge racing 2305

Sunnysky производила моторы ещё до того, как коптеры набрали популярность, и имеет репутацию производителя отличных моторов. На Edge Racing 2305 летал больше года, и они всё ещё работают. Не самый лучший вариант для гонок, но благодаря высокой эффективности отлично подходят для фристайла.

Купить: Banggood| Обзор

T-motor f40 iii 2306

T-Motor F40 производится фирмой Tiger-Motor, это премиум-класс.

По сравнению с предыдущей версией F40 II, эта (третья) версия имеет увеличенный статор (2306, раньше был 2305). Многие вещи были спроектированы заново, например, колокол и магниты. Все эти изменения сделали мотор ещё более мощным.

Мне очень понравился новый дизайн, плоская верхняя поверхность колокола может улучшить защиту мотора, но ценой увеличенного веса. F40 III подойдет для работы с разными винтами, и в разных условиях, спасибо его мощности и тяговитости.

Купить: Banggood | RDQ | RMRC

T-motor f60 iii (для гонок)

Это один из наиболее мощных моторов, способен дать более 1700 грамм тяги в статике, однако, он очень прожорлив. Отлично показывает себя в ультралегких сборках, поэтому многие известные пилоты используют их в гонках.

T-Motor продолжает улучшать серию F60, это уже третье поколение моторов. Высота статора увеличена на 0,5 мм (по сравнению с предыдущим поколением), что позволяет ему лучше работать с тяжелыми винтами, а разница в весе минимальна, т.к. используются более тонкие провода. Есть и другие новшества, о которых вы можете прочитать на страницах магазинов.

Купить на: Banggood | RDQ | GetFPV | AliExpress

T-motor f60 pro 2207

Это действительно хорошо собранный мотор с отличными характеристиками. Главный недостаток — весит он 35 грамм. Т.е. это не самый подходящий мотор для легкого квадрика. Но, если вы ищете мотор для тяжелых винтов и с хорошей реакцией на газ, тогда определенно стоит посмотреть в сторону F60Pro 2207!

Купить.

Аккумулятор

К этой раме отлично подойдут аккумуляторы LiPo 4S 1300mAh или 1500mAh, вес их составляет примерно 157 грамм.

Балансировка и уровень вибрации

По сути, это качество исполнения. Есть такая вещь как допуск. Этот те пределы, в которых отклонение от идеала не считается проблемой. Чем выше точность изготовления, тем более соосной будет система, и тем меньше будет вибраций. Иногда лучше не брать самое дешёвое.

Вибрация в двигателе ускоряет его износ, износ прочих деталей, раскручивает винтики и шумит. Неприятное явление.

Бесколлекторные (бесщёточного типа)

Состоит из ротора с постоянными магнитами и статора, с обмотками. Изменение направления вращения осуществляется изменением полярности (Нужно поменять два провода из трёх). Разгон и замедление происходят очень быстро (рывком). Имеют разное количество полюсов. Чем их больше, тем медленнее, но с большим усилием, вращается ротор.

Преимущества

  • Высокая скорость вращения
  • Износостойкость
  • Защищённость от внешних воздействий

Недостатки

Тут есть нюанс. Устройство двигателя бесколлекторного типа может отличаться.

  • Inrunner – Стандарт. Ротор с постоянными магнитами вращается в статоре с обмотками.
  • Outrunner – Нестандарт. Здесь ротором выступает корпус, который вращается вокруг статора с обмотками.

Бесколлекторный мотор goolrc типоразмера 3660 для настольной сверлилки

Нестандартное использование бесколлекторного мотора, в любительских целях.

Мотор 3660 мощный, позволяет устанавливать патроны на вал 5 мм.

Профильное назначение — двигатель для р/у машинок и прочей техники в масштабе 1:10, 1:8.

За подробностями под кат

Приветствую!
Сегодня будет немного рукоблудства на тему необычного использования модельных двигателей.

Введение и общая информация
Характеристики комплекта
Посылка, упаковка, комплект поставки
Внешний вид двигателя GoolRC 3660
Внешний вид ESC контроллера
Внешний вид сервомашинки
Использование и способ подключения
Заключение

Наверх

Бесколлекторный (или вентильный) двигатель — это разновидность электродвигателя переменного тока, у которого коллекторно-щеточный узел заменен бесконтактным полупроводниковым коммутатором, управляемым датчиком положения ротора. Иногда можно встретить такую аббревиатуру: BLDС — это brushless DC motor. Для простоты буду называть его двигатель-бесколлекторник или просто БК.

Бесколлекторные двигатели достаточно популярны из-за своей специфики: отсутствуют расходные материалы типа щеток, отсутствует угольная/металлическая пыль внутри от трения, отсутствуют искры (а это огромное направление взрыво и огне безопасных приводов/насосов). Используются начиная от вентиляторов и насосов заканчивая высокоточными приводами.
Основное применение в моделизме и любительских конструкциях: двигатели для радиоуправляемых моделей.

Общий смысл этих двигателей — три фазы и три обмотки (или несколько обмоток соединенных в три группы) управление которыми осуществляется сигналом в виде синусоиды или приближенной синусоиды по каждой из фаз, но с некоторым сдвигом. На рисунке простейшая иллюстрация работы трехфазного двигателя.
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Соответственно, одним из специфичных моментов управления БК двигателями является применение специального контроллера-драйвера, который позволяет регулировать импульсы тока и напряжения по каждой фазе на обмотках двигателя, что в итоге дает стабильную работу в широком диапазоне напряжений. Это так называемые ESC контроллеры.

Смотрите про коптеры:  Ремонт радиоуправляемых моделей

БК моторы для р/у техники бывают различных типоразмеров и исполнения. Одни из самых мощных это серии 22 мм, 36 мм и 40/42 мм. По конструкции они бывают с внешним ротором и внутренним (Outrunner, Inrunner). Моторы с внешним ротором по факту не имеют статичного корпуса (рубашки) и являются облегченными. Как правило, используют в авиамоделях, в квадракоптерах и т.п.
Двигатели с внешним статором проще сделать герметичными. Подобные применяют для р/у моделей, которые подвергаются внешним воздействиям тип грязи, пыли, влаги: багги, монстры, краулеры, водные р/у модели).
Например, двигатель типа 3660 можно запросто установить в р/у модель автомобиля типа багги или монстра и получить массу удовольствия.

Также отмечу различную компоновку самого статора: двигатели 3660 имеют 12 катушек, соединенных в три группы.
Это позволяет получить высокий момент на валу. Выглядит это примерно так.
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Соединены катушки примерно вот так
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Если разобрать двигатель и извлечь ротор, то можно увидеть катушки статора.
Вот что внутри 3660 серии
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
еще фото
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать

Любительское применение подобным двигателей с высоким моментом — в самодельных конструкциях, где требуется малогабаритный мощный оборотистый двигатель. Это могут быть вентиляторы турбинного типа, шпиндели любительских станков и т.п.

Так вот, с целью установки в любительский станок для сверления и гравировки был взят набор бесколлекторного двигателя вместе с ESC контроллером
GoolRC 3660 3800KV Brushless Motor with ESC 60A Metal Gear Servo 9.0kg Set
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Плюсом в наборе был сервопривод на 9 кг, что очень удобно для самоделок.

Общие требования при выборе мотора были следующие:
— Количество оборотов/вольт не менее 2000, так как планировалось использование с низковольтными источниками (7.4…12В).
— Диаметр вала 5мм. Рассматривал варианты с валом 3.175 мм (это серия 24 диаметра БК двигателей, например, 2435), но тогда бы пришлось докупать новый патрон ER11. Есть варианты еще мощнее, например, двигатели 4275 или 4076, с валом 5 мм, но они соответственно дороже.

Наверх

Характеристики бесколлекторного мотора GoolRC 3660:
Модель: GoolRC 3660
Мощность: 1200W
Рабочее напряжение: до 13V
Предельный ток: 92A
Обороты на вольт (RPM/Volt): 3800KV
Максимальные обороты: до 50000
Диаметр корпуса: 36mm
Длина корпуса: 60mm
Длина вала: 17mm
Диаметр вала: 5mm
Размер установочных винтов: 6 шт * M3 (короткие, я использовал М3*6)
Коннекторы: 4mm позолоченные «бананы» male
Защита: от пыли и влаги

Характеристики ESC контроллера:
Модель: GoolRC ESC 60A
Продолжительный ток: 60A
Пиковый ток: 320A
Применяемый аккумуляторные батареи: 2-3S Li-Po / 4-9S Ni-Mh Ni-Cd
BEC: 5.8V / 3A
Коннекторы (Вход): T plug male
Коннекторы (вызод.): 4mm позолоченные «бананы» female
Размеры: 50 х 35 х 34mm (без учета длины кабелей)
Защита: от пыли и влаги

Характеристики сервомашинки:
Рабочее напряжение: 6.0V-7.2V
Скорость поворота (6.0V): 0.16sec/60° без нагрузки
Скорость поворота (7.2V): 0.14sec/60° без нагрузки
Момент удержания (6.0V): 9.0kg.cm
Момент удержания (7.2V): 10.0kg.cm
Размеры: 55 х 20 х 38mm (Д * Ш * В)

Параметры комплекта:
Размер упаковки: 10.5 х 8 х 6 см
Масса упаковки: 390 гр
Фирменная упаковка с логотипом GoolRC

Состав комплекта:
1 * GoolRC 3660 3800KV Motor
1 * GoolRC 60A ESC
1 * GoolRC 9KG Servo
1 * Информационный листок
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Размеры для справки и внешний вид двигателя GoolRC 3660 с указанием основных моментов
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать

Наверх

Теперь несколько слов о самой посылке.
Посылка пришла в виде небольшого почтового пакета с коробкой внутри
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Доставлялась альтернативной почтовой службой, не почтой России, о чем и гласит транспортная накладная
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
В посылке фирменная коробочка GoolRC
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Внутри комплект бесколлекторного двигателя типоразмера 3660 (36х60 мм), ESC-контроллера для него и сервомашинки с комплектом
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Теперь рассмотрим весь комплект по отдельным составляющим. Начнем с самого главного — с двигателя.

Наверх

БК двигатель GoolRC представляет собой цилиндр из алюминия, размеры 36 на 60 мм. С одной стороны выходят три толстых провода в силиконовой оплетке с «бананами», с другой стороны вал 5 мм. Ротор с двух сторон установлен на подшипниках качения. На корпусе присутствует маркировка модели
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Еще фотография. Внешняя рубашка неподвижная, т.е. тип мотора Inrunner.
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Маркировка на корпусе
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
С заднего торца видно подшипник
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Заявлена защита от брызг и влаги
Выходят три толстых, коротких провода для подключения фаз: u v w. Если будете искать клеммы для подключения — это бананы 4 мм
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Провода имеют термоусадку разного цвета: желтый, оранжевый и синий
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Размеры мотора: диаметр и длина вала совпадают с заявленными: Вал 5х17 мм
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Габариты корпуса двигателя 36х60 мм
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Сравнение с коллекторным 775 двигателем
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Сравнение с б/к шпинделем на 300Вт (и ценой около $100). Напоминаю, что у GoolRC 3660 заявлена пиковая мощность 1200Вт. Даже если использовать треть мощности, все равно это дешевле и больше, чем у этого шпинделя
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Сравнение с другими модельными двигателями
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Для корректной работы двигателя потребуется специальный ESC контроллер (который есть в комплекте)

Наверх

ESC контроллер — это плата драйвера двигателя с преобразователем сигнала и мощными ключами. На простых моделях вместо корпуса используется термоусадка, на мощных — корпус с радиатором и активным охлаждением.
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
На фото контроллер GoolRC ESC 60A по сравнению с «младшим» братом ESC 20A
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Обратите внимание: присутствует тумблер выключения-выключения на отрезке провода, который можно встроить в корпус устройства/игрушки
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Присутствует полный комплект разъемов: входные Т-коннекторы, 4 мм бананы-гнезда, 3-пиновый вход управляющего сигнала
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Силовые бананы 4 мм — гнезда, маркируются аналогично по цветам: желтый, оранжевый и синий. При подключении перепутать можно только умышленно
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Входные Т-коннекторы. Аналогично перепутать полярность можно если вы очень сильный)))))
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
На корпусе присутствует маркировка с названием и характеристиками, что очень удобно
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Охлаждение активное, работает и регулируется автоматически.

Для оценки размеров приложил PCB ruller
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать

Наверх

В наборе также присутствует сервомашинка GoolRC на 9 кг.
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Плюс как и для любой другой сервомашинки в комплекте идет набор рычагов (двойной, крест, звезда, колесо) и крепежная фурнитура (понравилось, что есть проставки из латуни)
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Макрофото вала сервомашинки
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Пробуем закрепить крестообразный рычаг для фотографии
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
На самом деле интересно проверить заявленные зарактеристики — это металлический комплект шестерен внутри. Разбираем сервомашинку. Корпус сидит на герметике по кругу, а внутри присутствует обильная смазка. Шестерни и правда металлические.
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Фото платы управления сервой
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать

Наверх

Для чего все это затевалось: для того, чтобы попробовать БК двигатель как сверлилку/гравировалку. Все таки заявлена пиковая мощность 1200Вт.
Я выбрал проект сверлильного станка для подготовки печатных плат на thingiverse. Там есть множество проектов для изготовления светильного настольного станка. Как правило, все эти проекты малогабаритные и предназначены для установки небольшого двигателя постоянного тока.
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Я выбрал один из популярных проектов и доработал крепление в части держателей двигателя 3660 (родной двигатель был меньше и имел другие размеры креплений)

Привожу чертеж посадочных мест и габаритов двигателя 3660
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
В оригинале стоит более слабый двигатель. Вот эскиз крепления (6 отверстий для М3х6)
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Скрин из программы для печати на принтере
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Заодно напечатал и хомут для крепления сверху
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Мотор 3660 с установленным цанговым патроном типа ER11
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Для подключения и проверки БК мотора потребуется собрать следующую схему: источник питания, сервотестер или плата управления, ESC-контроллер двигателя, двигатель.
Я использую самый простой сервотестер, он также дает нужный сигнал. Его можно использовать для включения и для регулировки оборотов двигателя
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
При желании можно подключить микроконтроллер (Ардуино и т.п.). Привожу схему из интернета с подключением аутраннера и 30А контроллера. Скетчи найти не проблема.
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Соединяем все, по цветам.
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Источник показывает, что холостой ток контроллера небольшой (0.26А)
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Теперь сверлильный станок.
Собираем все и крепим на стойку
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Для проверки собираю без корпуса, потом допечатаю корпус, куда можно установить штатный выключатель, крутилку сервотестера
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Еще одно применение подобного 3660 БК двигателя — в качестве шпинделя станков для сверления и фрезеровки печатных плат
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Двигатель для квадрокоптера: как выбрать, в чем разница и где заказать
Про сам станок обзор доделаю чуть позже. Будет интересно проверить гравировку печатных плат с помощью GoolRC 3660

Наверх
Двигатель качественный, мощный, крутящий момент с запасом подойдет под любительские цели.
Конкретно живучесть подшипников при боковом усилии при фрезеровки/гравировки покажет время.
Определенно существует выгода применения модельных двигателей в любительских целях, а также простота работы и сборки конструкций на них по сравнению с шпинделями для ЧПУ, которые дороже и требуют специального оборудования (источники питания с регулировкой оборотов, драйверы, охлаждение и т.п.).

При заказе пользовался купоном SALE15 со скидкой 5% на все товары магазина.

Спасибо за внимание!

Вес и тяга двигателей

В мультироторных квадрокоптерах, двигатели обычно могут поднять 50% от веса самого дрона, то есть, вес дрона в рабочем состоянии 400 грамм, значит он сможет поднять еще примерно 200 грамм полезного груза, при этом, стик газа будет на середине. А общая тяга двигателей для такого квадрокоптера должна быть не менее 800 грамм.

Запас мощности — важное правило, чтобы оставалась возможность полного управления квадрокоптером под нагрузкой, особенно в ветер или во время резких маневров. Для съемочных дронов должен быть запас тяги к весу 2:1 минимум, для гоночных в 2 раза больше.

Для гоночных квадрокоптеров нужны очень маневренные и мощные двигатели, у которых тяга не менее 1 кг, а лучше больше, так как полеты на гоночных квадрокоптерах очень агрессивные и быстрые, постоянно меняется траектория полета, которая должна меняться моментально.

Кстати, если для съемочного квадрокоптера подобрать двигатели с большой тягой, то на него можно будет повесить, например, 2 аккумулятора, вместо одного, чтобы можно было летать дольше, чем 20 минут, но это время будет увеличиваться прямо пропорционально добавленному весу и соответственно будет уменьшаться предел тяги моторов.

Смотрите про коптеры:  ЛУЧШИЕ ГОНОЧНЫЕ ДРОНЫ FPV В ПРОДАЖЕ 2020 (ГОТОВЫЕ К ПОЛЕТУ И КОМПЛЕКТЫ) - 2FPV

Всё для мультикоптеров: моторы, пропеллеры, контроллеры, датчики, рамы

kV — что это такое и откуда берется?

Как известно, любой электрический мотор может работать как генератор, то есть способен не только преобразовывать электрическую энергию в кинетическую, но и наоборот, если крутить ротор мотора, то на клеммах будет напряжение.

Причем, когда мотор работает от аккумулятора, он все равно остается одновременно и генератором, генерируя напряжение обратное по полярности (обратная ЭДС), то есть всячески противодействует 🙂

Но, поскольку эффективность мотора как генератора достаточно низкая, то генерируемое обратное напряжение значительно ниже, чем подаваемое от аккумулятора.

Именно за счет использования обратной ЭДС работает рекуперативное торможение — мотор, находящийся в режиме генератора используется для зарядки аккумулятора. Ну или можно просто нагрузить мотор на балластную нагрузку, рассеивая энергию в тепло. Можете провести эксперимент — замкните три провода от мотора друг с другом и попробуйте покрутить ротор — сразу почувствуете, что такое реостатное торможение 🙂

Так вот, параметр kV показывает на каких оборотах мотор будет генерировать обратную ЭДС 1В. То есть, мотор 2600kV будет генерировать обратное напряжение 1В на скорости 2600 об./мин.

Если мотор раскручивать до более высоких оборотов, то в определенный момент генерируемое обратное напряжение сравняется с напряжением аккумулятора и мотор перестанет набирать обороты. Таким образом параметр kV в первую очередь характеризует максимальные обороты, на которых способен работать мотор.

Параметр kV зависит от эффективности работы мотора в режиме генератора — чем эффективнее мотор генерирует обратную ЭДС, тем меньше значение kV.
Но эффективность мотора в режиме генератора, и его эффективность в режиме, собственно, мотора неразрывно связаны. Мотор с высоким крутящим моментом будет одновременно и более эффективным генератором.

Именно поэтому есть обратная зависимость между значением kV и крутящим моментом мотора — моторы с низким kV более тяговитые.

В рамках одной модельной линейки моторы с разным kV отличаются количеством витков обмотки — чем меньше витков, тем больше kV.

Как следствие, намотать обмотку с меньшим количеством витков можно более толстым проводом, что снизит активное сопротивление обмотки и позволит мотору выдерживать большие токи.

Двигатели

Как говорил выше, многие продавцы пишут в описании какие моторы подойдут к их раме. В нашем случае, продавец указал двигатели: 1806, 2204, 2205, 2206. Посмотрев на площадке средний вес 1 двигателя — 25-28 г, можно предположить, что общий вес из 4 моторов — 100 грамм в среднем.

История изменений

  • Март 2020 — первая версия статьи
  • Июль 2020 — добавлены Returner R4, F40 III, Retired F60, Champion 2205, T2 2206
  • Декабрь 2020 — Добавлен Returner R5
  • Май 2020 — Добавлены Returner R6, Sunnsky Edge Racing, Dragonfly Hurricane, а также варианты для сверхлегких сборок и коптеров с 6S аккумуляторами
  • Сентябрь 2020 — обновление списка

Итак, как работает бесколлекторный мотор?

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, т.е. 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.

Двигатели для дронов делятся на два типа:

  • Коллекторные
  • Бесколлекторные

Коллекторные двигатели используются в основном на слабых дронах начального уровня и для съемочных квадрокоптеров начального уровня. Дело в том, что они не могут развивать значительные обороты и мощность, а это значит, у них будет маленькая подъемная сила. Они более громоздкие и более склонны к поломкам, так как у таких моторов больше трущихся деталей. Принцип работы коллекторных двигателей: мотор состоит из корпуса, внутри корпуса находятся магниты – плюс и минус, корпус неподвижен, а в движение приводится ротор с обмоткой с помощью щеток, которые подают электричество на обмотку.Как выбрать двигатели для квадрокоптера, тяга и весКак выбрать двигатели для квадрокоптера, тяга и вес

Бесколлекторные двигатели используются на гоночных и профессиональных дронах. Отличаются огромными мощностями, значительными оборотами и тягой. Такие двигатели более компактные, по весу примерно такие же, имеют долговечность за счет минимума движущихся частей, да и те на подшипниках.

Как правильно выбрать

Есть несколько основных параметров, исходя из которых придётся выбирать. О них ниже. Прежде всего, советую перейти на сайт калькулятора Ecalc, и ознакомиться с калькулятором. Он позволит как подобрать примерную комплектацию коптера, так и рассчитать полётных характеристики уже готовой сборки. Расчёт моторов стоит начать именно с него.

Количество витков

От количества витков зависит толщина провода, при равных параметрах магнитопровода. На один и тот же магнитопровод можно намотать 13 или 15 витков (к примеру). Чем больше витков, тем меньше диаметр сечения провода и выше внутреннее сопротивление. Отсюда, при равном питающем напряжении, при большем количестве витков, ток и обороты будут ниже.

Последняя буква – вид трёхфазного подключения – звезда или треугольник (Y/* или T/Δ соответственно). Снова не буду грузить электроникой, да и в случае с квадрокоптерами подключение не так важно.

  • Мотор подключенный через звезду будет более мягко и плавно разгоняться, но не сможет развить максимальную заявленную мощность
  • Подключение через треугольник даст более резкий набор скорости и полную заявленную мощность, но потребует намного больший пусковой ток

Возьмём для разбора такую маркировку A2212/15T.

22 – магнитопровод диаметром 22мм12 — толщина набора 12мм15 – 15 витковА – Ширпотреб для бюджетных аппаратовТ – (иногда заменяют на Δ) намотка типа дельта (треугольником)

Коллекторные

Обладает щеточно-коллекторным узлом. Коллектор, это набор контактов (обмоток), расположенных на роторе, и щётка – скользящий контакт, расположенный на статоре. Как раз наличие этой щётки и убавляет ресурс коллекторного мотора, ибо создаёт трение. Двигатель начинает вращаться при подаче на него постоянного тока, а направление вращения зависит от полярности оного. Плавно разгоняются и замедляются.

Преимущества

  • Маленький вес и размер
  • Низкая стоимость
  • Прост в ремонте

Недостатки

  • Низкий КПД
  • Низкая скорость вращения
  • Перегрев
  • Быстрый износ

Коллекторные vs бесколлекторные

Первым, с чем ты столкнёшься при выборе будут эти два термина. Это две разных реализации двигателей. Главное отличие – расположение обмотки.

Спонтанный ликбез:
Статор – неподвижная (статичная) часть движка.
Ротор – вращающаяся (rotation) часть.

Маркировка двигателей для квадрокоптеров

На самом деле стандарта нет. Каждый лепит на свою продукцию что захочет. К счастью, есть общепринятые нормы, которые соблюдает большинство.

Первая буква отражает качество изготовления.

  • «V» серия специально для ответственных мультикоптеров, изготовлена из лучших материалов при высочайшей точности сборки. Обычно, это гоночные электродвигатели, которые вращаются намного быстрее обычных
  • «X» серия для моделей самолётов и мультикоптеров – середнячков. Хороший КПД, качество и сборка по терпимой цене
  • «A» серия – Бюджетное решение, которое будет чуть хуже, чем предыдущие, но всё так же будет хорошо работать. Не стоит её пугаться

Первые четыре цифры, это параметры магнитопровода. Первые две –диаметр, вторые две –толщина набора. Они, на самом деле тебе не очень нужны. Не заморачивайся. Их тебе нужно знать в основном для того, чтобы понимать следующий параметр.

Спонтанный ликбез: Магнитопровод, это та часть двигателя или трансформатора, на которую намотана обмотка. Он набирается из пластин.

Мотор с каким kv мне подойдет?

Обычно у каждого мотора для 5″ винтов есть 2-3 разновидности с разным KV, от 2300 до 2600 kv, иногда есть модели с 1600-1800KV для 6S. Отличие только в числе витков статора. Остальное железо должно быть тем же самым.

Главный ответ на вопрос — это всего лишь личные предпочтения и размер винта. Лично я для фристайла предпочитаю использовать 2300kv-2500kv моторы с 5″ винтами, но знаю несколько серьезных FPV гонщиков, которые выбирают моторы 2600kv для своих коптеров с 5″ винтами. Если вы знаете, что делаете, а потребляемый ток не убьет электронику и аккумуляторы — то можно использовать любые моторы.

Увеличение kv не сделает из вас более быстрого пилота, на некоторых гонках самые быстрые круги были пройдены на моторах с 2300kv. Нужно просто настроить всё правильно, подобрать подходящие винты, удерживать вес коптера на оптимальном значении и т.д.

Вот список оборудования, инструментов и материалов, которые я использую.

Мощность (потребляемая)

Измеряется в ваттах. Чем больше мощность, тем быстрее кончится батарея. Тут всё просто

Общий вес и необходимая тяга

Это пункт планировки, и возможно важнейшие характеристики. Нужно чётко понимать – сколько будет весить квадрокоптер. В общий вес идёт всё, включая пропеллеры, провода и полезную нагрузку. Исходя из формулы расчёта тяги, для достижения хороших полётных характеристик, двигатели твоего коптера должны поднимать его вес, помноженный на два.

Определяемся с размером мотора

2204 и 2205 отлично подойдут для сверхлегких коптеров (сухой вес, без аккумулятора менее 250 грамм), но их мощности не хватит для вращения больших и тяжелых винтов.

2206 и 2305 я бы отнес к той же категории, т.к. размер статора почти такой же. Их можно использовать в более тяжелых моделях на 4S: 250 — 300 грамм. Моторы этих размеров очень часто ставят в модели с 5 и 6 баночными аккумуляторами (если они поддерживают такое напряжение).

2306 и 2207 подойдут для совершенно разных пропов и для более тяжелых моделей (более трехсот грамм без аккумулятора). В общем и целом, 2207 обычно более мощные и имеют более линейную кривую газа, а 2306 — более плавные и больше подходят для фристайла (смотри подробное сравнение 2207 и 2306).

Кто-то ставит даже 1407 на сверхлегкие 5″ коптеры. Лично я считаю, что это не очень хорошая идея, т.к. у них не хватает крутящего момента для 5″ пропов, лучше использовать легкие 4″.

Смотрите про коптеры:  Какие дроны используют в мировом кинематографе / Блог компании Smile-Expo / Хабр

Важно понимать, что кроме размера мотора и KV есть и другие критерии выбора.

Летные качества также определяются и качеством мотора, и его дизайном (расстояние между ротором и статором, сила магнитов, толщиной пластин статора, обмотками и т.д.). Два мотора одного размера, но от разных производителей скорее всего будет иметь разные характеристики.

Более подробно все объяснено в статье про выбор моторов для квадрокоптеров.

Питание

Рекомендуемый аккумулятор тоже можно подсмотреть в спецификации. Обычная банка имеет номинальное напряжение 3.7в. При последовательном соединении суммируется напряжение, а при параллельном – ёмкость (она же время полёта). Это значит, что если ты видишь рекомендованный аккумулятор 2-3S Li-po (7,4-11,1V), то тебе потребуется два, или три последовательно соединённых литий-полимерных аккумулятора и соответствующая плата питания.

Полетный контроллер и плата разводки питания (pdb)

Эти компоненты не тяжелее другой электроники — в среднем по 3,5 грамма, итого до 10 грамм веса.

Полый вал

Особым понтом считается полый вал двигателя. Если есть возможность, то стоит брать именно такой. Он совершенно не уступает по прочности цельному валу, так как центральная часть не нагружено, но немного экономит вес.

Пропеллеры

Тоже имеют незначительный вес, 1 пропеллер весит 1-2 грамма.

Размер рамы и пропеллера

От размера и конфигурации рамы зависит то, сколько двигателей тебе придётся поставить, и на сколько большую диагональ пропеллеров ты сможешь использовать. Сейчас не буду вдаваться в подробности конфигурации, и рассказывать о том, как правильно подобрать раму. Просто напомню, что это ответственный узел, и на нём будет держаться всё, в том числе и тяжёлые, вибрирующие двигатели.

Запомни три простых правила.

  1. Тут важно не промахнуться с размером. Пропеллеры не должны наслаиваться. Проблемы доставляет и путаница с размерами. Добро пожаловать в мир дюймов
  2. Жёсткость рамы и её вес очень важны. Если есть возможность, то бери с запасом по прочности. Очень хорошо тебя показывают композитные материалы (карбоновая рама – предел мечтаний)
  3. Резьбы в пластике или вообще не могут считаться за резьбы, или являются одноразовыми. Ищи или металлические вставки, или думай, как ещё зафиксировать болты

От размера лопастей зависит поведение дрона в воздухе. Большая диагональ даст большую подъёмную силу и устойчивость, в ущерб маневренности, и наоборот. Здесь надо отталкиваться от своей цели. Так же нужно учитывать то, что пропеллер создаёт нагрузку на двигатель. Обычно рекомендованный размер будет указан в спецификации.

Расшифровка маркировка двигателей квадрокоптеров

KV – оборотов в минуту на вольт, чем больше число, тем мощнее двигатель. Например, 2300KV разгонит дрон до 100км/час.

A2313/16T – Буква А это класс двигателя. 23 – диаметр магнитопривода в мм, толщина набора 13мм, 16 – витков. Чем меньше витков у двигателя, тем больше KV.

Регуляторы оборотов (esc) для двигателей

После того, как вы выбрали двигатели, теперь к ним нужно выбрать регуляторы оборотов.

Здесь опишу кратко, так как уже есть статья выше: смотрим таблицу для двигателя и выбираем максимальный ток, который они могут потреблять, вот вам нужны именно такие регуляторы, в нашем случае 30 Ампер.

Регуляторы оборотов и приемник

По отдельности регуляторы оборотов (ESC) весят больше, чем цельная плата 30,5 х 30,5, но и если выйдет из строя 1 регулятор, то придется менять всю плату. Это не относится к регуляторам, которые по отдельности, но вес чуть больше. Так, цельная плата ESC весит в среднем 8 грамм, а по отдельности в среднем 10 грамм.

Приемник (это то, что принимает сигнал с пульта управления и передает его полетному контроллеру) — здесь тоже самое как с видеопередатчиками, если плата не защищена, то ее вес может быть 5 грамм, но и повредить ее легче, а с корпусом они могут быть до 20 грамм.

С чего начать?

Первое, что нужно сделать — это посчитать вес вашего квадрокоптера. Конечно, когда вы только планируете, составить конечный вес сложновато и придется опираться на данные из описания товаров и честность продавцов.

Первым делом я смотрю вес рамы, потому что рама — это основа и в большинстве своем ее форма и размеры начинают определять максимальные размеры оборудования, которое можно повесить на эту раму.

Сейчас продавцы чаще стали указывать, какие моторы будут подходить для конкретной рамы, но не конкретно вот этот двигатель, а разброс.

После подсчета веса рамы, прибавьте вес камеры и подвеса, последний — если вы собираете съемочный квадрокоптер.

Строение двигателя и как он работает

Все бесколлекторные (безщеточные) двигатели состоят из 4 компонентов:

Статор. Статор это обмотка двигателя, состоящая из 3 фаз длинных тонких проводков, которые обматываются вокруг сердечника. Провода покрыты эмалью, 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.

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.

Температура нагрева в работе

Как ты уже понял- напрямую зависит от КПД. Чем больше греется, тем больше тратит энергии впустую.

Тип магнитов

Мощность двигателей, и их кпд во многом зависят от силы постоянных магнитов ротора. Можно брать исключительно неодимовые магниты. Это, в основном, касается покупок из Китая, где могут подсунуть с виду работающий, но слабенький агрегат.

Кстати, важно, что неодим является крайне хрупким материалом, который плохо переживает удары. Ронять его не стоит, ибо могут появиться микротрещины, которые приведут к потере мощности.

Топовые моторы прошлого

За эти моторы голосовали в прошлом. В плане характеристик они всё ещё довольно хороши и их тоже стоить учесть при сборке коптера.

Шплинты и пружинные стопорные шайбы e clips, c clips

Из-за вибраций, создаваемых моторами и пропеллерами, винтики могут откручиваться или ослабевать. Это серьёзная проблема, ибо конструкция всегда должна быть жёсткой. Решается проблема использованием шплинтов или стопорных шайб.

Шплинт – вариант не самый лучший. Только для того, чтобы что-нибудь не отвалилось. Винтики им укрепить не получится.

Пружинная шайба – По сути, это небольшая пружинка, которая распирает болт в резьбе, тем самым делает его выкручивание проблематичным. Это отличный вариант для крепления любых узлов к раме, однако использовать его имеет смысл только если под шайбой имеется твёрдая поверхность (мягкий пластик не в счёт)

Выводы

Надеюсь, что объяснил подробно, а если у вас остались вопросы — задавайте их в комментариях, помогу.

Итак: считаем общий вес дрона и умножаем на 2. Далее берем тягу 1 мотора и умножаем на 4 (если у вас 4 двигателя). Если тяга выше веса, который мы умножили на 2, то двигатели вам подходят.

Но помните, что для гоночного квадрокоптера лучше брать коэффициент 3:1, где 1 это вес дрона, то есть при весе 500 грамм, тяга двигателей должна быть не менее 1500 грамм.

Остальной вес и итого

Не забывайте учитывать и другой вес — крепление для камеры, крепление аккумулятора, болты и так далее. Можете прибавить еще 10-50 грамм, в зависимости от того, что вы будете использовать, а также учитывайте вес проводов.

Итого

  • Рама — 145 г;
  • Двигатели — 100 г;
  • Аккумулятор — 157 г;
  • FPV система — в среднем 10 г;
  • Полетный контроллер и PDB — 10;
  • Регуляторы оборотов и приемник — в среднем 9 г;
  • Пропеллеры — 5 г.

Итого: примерно 436 грамм 10 грамм на провода и крепления = 446 грамм вес полностью снаряженного квадрокоптера по минимуму, но для запаса берем 500 грамм.

Бывают рамы значительно легче, например по 70 грамм, но они тонкие и электроника почти не защищена.

Теперь нужно подобрать двигатели, которые смогут хорошо работать с весом нашего дрона, так как вес 500 грамм, значит тяга двигателей требуется как минимум в 2 раза выше, то есть, нам нужны двигатели, у которых суммарная тяга не менее 1000 г, то есть 1 мотор — не менее 250 грамм!

Резюмируем ответ на вопрос, как подобрать двигатели для квадрокоптера: считаем общий вес собранного квадрокоптера вместе с примерно выбранными двигателями (как правило это 100 грамм) и умножаем на 2 — такую тягу должен иметь 1 двигатель.

Каждый продавец размещает таблицу, с какими пропеллерами развивается какая тяга, например, у Racerstar 2205 она такая:

Что мы видим: если использовать пропеллеры 5045 — в обычном режиме при 19.2А на двигатель — он развивает 660 грамм тяги, а в пиковой нагрузке при 27.6А двигатель развивает 950 грамм!

Таким образом, изучив несколько таблиц в карточках товаров, вы будете четко понимать, какие двигатели вам нужны.

https://www.youtube.com/watch?v=8NKVyijtwto

Но если вам все же сложно понять, какие нужны двигатели, пишите в комментариях, помогу.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector