Двигатели для квадрокоптера: обзор, советы по выбору, установка

Двигатели для квадрокоптера: обзор, советы по выбору, установка Вертолеты
Содержание
  1. Вступление
  2. Cw и ccw
  3. Балансировка и уровень вибрации
  4. Бесколлекторные (бесщёточного типа)
  5. Вес мотора
  6. Данные моторы состоит из ротора с постоянными магнитами и статора с обмотками, за счёт такой конструкции, они являются более износостойкие, относительно коллекторных двигателей. кпд таких двигателей доходит до 95% и обладают повышенной износостойкостью, но и повышенной ценой.
  7. Дополнительные факторы, влияющие на эксплуатационные характеристики мотора
  8. Как подобрать двигатель для квадрокоптера
  9. Как правильно выбрать
  10. Как правильно подобрать двигатель для квадрокоптера?
  11. Как разобрать квадрокоптер
  12. Какой мотор нужен для гоночного и съемочного беспилотника?
  13. Квадрокоптер с бесколлекторным двигателем
  14. Количество витков
  15. Коллекторные vs бесколлекторные
  16. Коллекторные двигатели для дронов: особенности
  17. Коллекторный двигатель для радиоуправляемых моделей
  18. Краткий гайд по квадрокоптерам для fpv. часть третья – про двигатели и регуляторы.
  19. Критерии выбора
  20. Маркировка двигателей для квадрокоптеров
  21. Минусы бесколлекторных моторов
  22. Минусы коллекторных моторов
  23. Мотор с каким kv мне подойдет?
  24. Мощность (потребляемая)
  25. Некоторые другие особенности моторов для квадрокоптеров
  26. Определяемся с размером мотора
  27. Особенности двигателей для квадрокоптеров
  28. Питание
  29. Плюсы бесколлекторных моторов
  30. Поиск неисправности дрона
  31. Полый вал
  32. Принцип работы бесколлекторного мотора
  33. Принцип работы коллекторного мотора
  34. Проверка и калибровка
  35. Размер рамы => размер лопастей => размер мотора
  36. Разновидности беспилотников
  37. Ремонт (замена) моторчика дрона
  38. Суперлегкий — r4 2205 2700kv
  39. Тип магнитов
  40. Толщина статора
  41. Тяга и мощность
  42. Установка
  43. Характеристики моторов для коптеров
  44. Шплинты и пружинные стопорные шайбы e clips, c clips

Вступление

Наверняка у каждого новичка, который впервые связал свою жизнь с электромоделями на радиоуправлении, после тщательного изучения начинки, появляется вопрос. Что такое коллекторный (Brushed) и бесколлекторный (Brushless) двигатель? Какой из них лучше поставить на свою радиоуправляемую электромодель?

Коллекторные моторы, которые так часто используются для приведения в движение электромоделей на радиоуправлении, имеют всего два исходящих питающих провода. Один из них « » другой « — ». В свою очередь они подключаются к регулятору скорости вращения.

Разобрав коллекторный мотор, вы всегда там найдете 2 магнита изогнутой формы, вал совместно с якорем, на который намотана медная нить (проволока), где по одну сторону вала стоит шестерня, а по другую сторону располагается коллектор, собранный из пластин, в составе которых чистая медь.

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.

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.

Тяга, она же подъёмная сила. Это тот вес, который может поднять двигатель (включая самого себя). Но это не значит, что для двухкилограммового квадрокоптера нужно четыре двигателя. Нужен запас тяги, нужно учесть помехи, и банальную не идеальность моторов.

Формула будет примерно следующей.

Тяга одного мотора = (вес коптера * 2)/ кол-во движков В итоге, для квадрокоптера весом 1 кг нужно 4 двигателя с тягой 500 грамм.

Это достаточно сложный параметр – обороты на вольт без нагрузки. То есть если мы имеем моторчик в 1000 kv, то при подключении его к источнику тока с напряжением 12 вольт, он выдаст 12 000 оборотов в минуту (KV*U). Однако, это всё крайне теоретически.

На практике есть нагрузка, которую создаёт пропеллер, и создаваемое им сопротивление воздуха. Из этого следует, что обороты будут ниже, или их не будет вообще, так как от КВ зависит крутящий момент. Чем выше параметр КВ, тем меньшее усилие развивает электродвигатель.

Для понимания процесса (грубый пример).

Так как электродвигатель работает из-за перемены полярности электромагнитов с определённой частотой, то кв, по сути, характеризует частоту, с которой изменяется полярность магнитов, к которым притягивается постоянный магнит. для простоты примем, что постоянный магнит на роторе.

Если слишком часто менять полярность, или увеличивать нагрузку, то ротор просто не успеет разогнаться и преодолеть нужный путь, и его начнёт притягивать обратно, или же он вообще не сдвинется с места. Это похоже на пробуксовку колеса авто на льду. Чем выше скорость вращения и вес авто, тем больше оно будет проскальзывать, и меньшее усилие развивать.

В итоге, никто не знает сколько нужно, ибо параметр не поддаётся простому определению. Можно просто ориентироваться на следующие цифры. Лёгкий гоночный коптер с маленькими пропеллерами имеет KV 2100—2500, а для тяжёлых, многокилограммовых аппаратов нужно брать что-то в районе 200-900 KV.

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.

Вес мотора

Вес мотора очень часто игнорируют неопытные сборщики квадрокоптеров, но это немаловажные фактор. Т.к. моторы устанавливаются по углам рамы, то соответственно они оказывают большое влияние на отзывчивость дрона при управлении. Чем тяжелее мотор тем больше момент инерции квадрокоптера и тем сложнее изменяется угловая скорость в полете.

У самого мотора есть свой момент инерции. И опять, чем тяжелее мотор, тем больше ему самому нужно тяги и времени, чтобы раскрутиться до необходимых оборотов. Все это в итоге выливается в тормознутость аппарата, в его валкость, плохую отзывчивость и не точное управление. Для акробатических полетов и гонок, вес мотора играет одну из ключевых ролей.

Данные моторы состоит из ротора с постоянными магнитами и статора с обмотками, за счёт такой конструкции, они являются более износостойкие, относительно коллекторных двигателей. кпд таких двигателей доходит до 95% и обладают повышенной износостойкостью, но и повышенной ценой.

  • Повышенная максимальная скорость радиоуправляемой машинки (относительно коллекторного двигателя)
  • За счёт конструкции, более износостойкие
  • Конструктивно защищены от влаги, грязи и пыли

Недостатки:

  • Более высокая стоимость запчасти.
  • Более трудозатратный ремонт двигателя.

Взвесьте все за и против. И выбирайте ту модель, которая подойдет именно вам.

Дополнительные факторы, влияющие на эксплуатационные характеристики мотора

При выборе электромотора для квадрокоптера обязательно проверяйте его технические характеристики. Учитывайте все то, что мы обговорили выше. Вот, к примеру, модель Micro Brushless Outrunner  18-11 2000KV.

  • KV — 2000
  • Вес — 10 гр.
  • Макс.потребление тока — 5,5 А
  • Сопротивление — 0
  • Макс. вольтаж — 7 В
  • Мощность — 0
  • Вал — 2 мм
  • Длина — 22 мм
  • Диаметр — 18 сс
  • Общая длина — 30 мм
  • Рекомендуемые лопасти — 7″ х 5″
  • Рекомендуемая мощность — 7,4 В
  • Тяга — 130 гр. / 5000 об/мин

Предположим, вы уже определились с размером мотора и уже подобрали несколько моделей, из которых и выбираете. Чтобы выбрать лучший мотор, нужно учитывать следующие факторы:

  • Максимальная тяга
  • Потребление тока
  • Эффективность
  • Вес

Подумайте, что вы хотите в итоге получить и уже на основе этого делайте окончательный выбор.

Как подобрать двигатель для квадрокоптера

   Наш моторчик является коллекторным. Для покупки нового, необходимо знать его геометрические размеры: высота и диаметр корпуса, длина и диаметр вала.

   В моем случае диаметр – 7мм., высота корпуса – 16мм., а длина вала – 5мм. В интернет-магазине они ищутся по маркировке «микродвигатель 716».

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.

Как правильно подобрать двигатель для квадрокоптера?

Доброго времени суток, дорогой читатель. Сегодня мы поговорим о том, что поднимет твой летательный аппарат на новые высоты… ну или хоть на какие-то. Речь пойдёт об электромоторах. Я расскажу тебе о том, как выбрать двигатель для квадрокоптера твоей мечты, и о многих других нюансах, связанных с этой темой. Поехали!

Как разобрать квадрокоптер

Приступать к работам следует после отключения аккумулятора. Его я полностью достал из квадрокоптера. Далее необходимо снять пластиковые стойки с нижней стороны аппарата, они просто вытягиваются из отверстий в корпусе. В оставшихся отверстиях находится четыре болта.

   После этого откручиваю два болта, крепящую пластиковую деталь над шестеренками. Это правая нижняя часть на рисунке, именно этот винт не крутится. Откручиваю винт, крепящий лопасть сверху, и снимаю ее.

Какой мотор нужен для гоночного и съемочного беспилотника?

Выбираете двигатель для квадрокоптера гоночного типа? Обратите внимание на бесколлекторные моторы. Такому беспилотнику важна скорость, высокая тяга, чтобы мгновенно набирать обороты и разгоняться. К примеру, двигатель с маркировкой KV 2300–2600 (обороты в минуту на вольт) разгонит коптер до 100 км/час.

Для съемочного квадрокоптера, которому нужна меньшая скорость также подойдут бесколлекторные моторы, но показатель KV может составлять 930–1000. За счет малых оборотов двигатели являются экономными, к тому же, на такие коптеры ставятся большие пропеллеры. Также для съемки можно выбрать дроны с коллекторными моторами, которые по стоимости обойдутся значительно ниже.

Сколько стоит квадрокоптер с бесколлекторным и коллекторным мотором? Первый вариант с более надежным бесколлеторным мотором обойдется от 10 тыс. рублей, с коллекторным мотором – от 2 тыс. рублей.

Квадрокоптер с бесколлекторным двигателем

Бесколлекторным мотором оснащаются более дорогие модели дронов. Чаще всего устанавливаются на профессиональных или гоночных квадрокоптерах. Они отличаются высокой тягой, оборотами и мощностью. При этом достаточно компактны и долговечны.

Мотор бесколлекторного типа делится на две части – колокол (верхняя движущаяся часть, накрепко закрепленная на роторе) и основание. Внутри колокола размещаются неодимовые магниты.

Бесколлекторный двигатель для коптера обладает следующими преимуществами:

  • разгон и замедление квадрокоптера происходит быстро (все это обуславливается наличием больших оборотов двигателя квадрокоптера);
  • длительный срок службы;
  • защита от влияния факторов окружающей среды.

Но есть и недостатки у такого вида моторов. Стоят они дорого, а ремонт проводить достаточно сложно.

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.

Смотрите про коптеры:  Топ 5 лучших моторов для мини-коптеров | RCDetails Blog

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 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.

Коллекторные двигатели для дронов: особенности

Коллекторные моторы в основном используются для дешевых моделей дронов, которые предназначены для новичков. Конструкции с таким двигателем не могут развивать большие обороты и иметь высокую мощность, а значит, имеют маленькую грузоподъемность. При этом они громоздкие, часто выходят из строя, поскольку детали внутри мотора изнашиваются за непродолжительное время.

Коллекторный двигатель для квадрокоптера состоит из неподвижного корпуса, внутри которого содержатся магниты (плюс и минус). В движение мотор приводится ротором с обмоткой при помощи щеток, которые подают электричество. Именно наличие щеток и снижает срок эксплуатации мотора, поскольку они создают трение и со временем стираются.

Преимущества коллекторного мотора:

  • небольшой размер и вес;
  • низкая цена;
  • легко проводить ремонт или замену.

Но в таком типе моторов для коптеров есть и минусы. Двигатель обладает низким КПД, часто перегревается и быстро изнашивается.

Коллекторный двигатель для радиоуправляемых моделей

Обладает щеточно-коллекторным узлом, благодаря которому происходит движение модели. Коллектор, это ни что иное, как набор контактов, находящихся на роторе и расположенные вне ротора щётки ( скользящие контакты ).

Работа такого двигателя достаточно проста. С помощью постоянного тока от источника (аккумулятор, батарея) подаётся напряжение и модель начинает двигаться. Для изменения направления движения, например для езды назад, можно с помощью реле, поменять полярность подаваемого тока.

  • Небольшой вес
  • Компактный размер
  • Стоимость двигателя
  • Ремонтопригодность
  • Низкий КПД относительно бесколлекторного мотора
  • Максимальная скорость
  • Трение щеток об коллектор быстро перегревает мотор
  • Повышенный износ

Краткий гайд по квадрокоптерам для fpv. часть третья – про двигатели и регуляторы.

Смотрите про коптеры:  Hubsan x4 Pro H109S квадрокоптер с парашютом

Критерии выбора

Выбирая двигатель для квадрокоптера, стоит руководствоваться в первую очередь его предназначением. Нужно определить, зачем он приобретается, то есть для какой цели. Также важно обратить внимание на такие факторы:

  1. Общий вес и тяга. Для достижения хороших характеристик двигатель должен поднимать вес вдвое больше себя.
  2. Размер рамы и пропеллера. От этих показателей зависит, сколько моторов потребуется поставить в конструкцию.
  3. Маркировка. V говорит о высокой точности сборки (с таким показателем обычно идут гоночные квадрокоптеры), X – неплохое качество коптеров, подходящее для среднего класса, A – бюджетный вариант, который также может неплохо работать.

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.

Минусы бесколлекторных моторов

У таких моторов минус только один, это цена. Но если посмотреть на это с другой стороны, и учесть тот факт что эксплуатация бесколлекторных моторов освобождает владельца сразу от таких заморочек как замена пружин, якоря, щеток, коллекторов, то вы с легкостью отдадите предпочтение в пользу последних.

Минусы коллекторных моторов

Сами по себе коллекторные моторы неплохо справляются со своей работой, но это лишь до того момента пока не возникает необходимость получить от них на выходе максимально высокие обороты. Все дело в тех самых щетках, о которых упоминалось выше. Так как они всегда находятся в плотном контакте с коллектором, то в результате высоких оборотов в месте их соприкосновения возникает трение, которое в дальнейшем вызовет скорый износ обоих и в последствии приведёт к потере эффективной мощности эл. двигателя. Это самый весомый минус таких моторов, который сводит на нет все его положительные качества.

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. С моей точки зрения, отличие только в числе витков статора. Остальное железо должно быть тем же самым.

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.

Мощность (потребляемая)

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

Чем больше вес, тем мощнее и медленнее (обычно). Важно помнить, что вес самого движка нужно учитывать при расчёте веса, который он должен поднять.

Некоторые другие особенности моторов для квадрокоптеров

Так много переменных, которые могут повлиять на итоговые характеристики мотора. К примеру, моторы с одним и тем же размером статора, одинаковым KV имеют разную тягу и потребление тока при одинаковых лопастях. И все это из-за различий в конструкции (разные магниты, обмотка, корпус, вал и т.п.). Следующие особенности могут неким образом повлиять на эксплуатационные качества электромотора и даже могут изменить его характеристики.

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″.

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.

Особенности двигателей для квадрокоптеров

Двигатели для дронов в зависимости от размера могут потреблять значительные токи. Но при этом вес аккумулятора должен быть как можно меньше. Поэтому одно из главных требований к аккумулятору – это высокая токоотдача. Но не все зависит от этого элемента. Важно правильно подобрать мотор, от которого зависит, насколько высоко, точно и как долго будет летать беспилотник.

Дешевыми коллекторными моторами оснащаются дроны, стоимостью до 150 долларов. Они обладают небольшой надежностью, но при желании их можно заменить. Беспилотники с таким двигателем не развивают высокую скорость, к тому же, с их помощью невозможно поднять дополнительный груз.

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.

Плюсы бесколлекторных моторов

Почти нет изнашиваемых деталей. Почему «почти», потому что вал ротора устанавливается на подшипники, которые в свою очередь имеют свойство изнашиваться, но ресурс у них крайне велик, да и взаимозаменяемость их очень проста. Такие моторы очень надежны и эффективны.

Устанавливается датчик контроля положения ротора. На коллекторных моторах работа щеток всегда сопровождается искрением, что впоследствии вызывает помехи в работе радиоаппаратуры. Так вот у бесколлектоных, как вы уже поняли, эти проблемы исключены. Нет трения, нет перегрева, что так же является существенным преимуществом. По сравнению с коллекторными моторами не требуют дополнительного обслуживания в процессе эксплуатации.

Поиск неисправности дрона

   Первое, в исправности чего возникли сомнения – двигатель. Для его проверки достаточно было подключить к источнику питания и проверить вращается ли он. Извлекаем из своего посадочного места, перекусываем два провода питания.

Питаются моторчики от Li Po (литий-полимерный) аккумулятора, напряжение на котором 3,7 вольт. Подключив к блоку питания, обнаружил, что мотор потребляет большой ток, около 2 ампер, но сам не вращается, зато происходит сильный его нагрев. Это говорит о том, что двигатель неисправен, его необходимо заменить.

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.

Принцип работы бесколлекторного мотора

Здесь все наоборот, у моторов бесколлекторного типа отсутствуют как щетки так и коллектор. Магниты в них располагаются строго вокруг вала и выполняют функцию ротора. Обмотки, которые имеют уже несколько магнитных полюсов, размещаются вокруг него. На роторе бесколлектоных моторов устанавливается так называемый сенсор (датчик) который будет контролировать его положение и передавать эту информацию процессору который работает в купе с регулятором скорости вращения (обмен данными о положении ротора происходит более 100 раз в секунду). На выходе мы получаем более плавную работу самого мотора с максимальной отдачей.

Смотрите про коптеры:  Радиоуправляемый квадрокоптер Happy Cow Sky Phantom RTF 2.4GHz

Бесколлекторные моторы могут быть с датчиком (сенсором) и без него. Отсутствие датчика незначительно снижает эффективность работы мотора, поэтому их отсутствие вряд ли расстроит новичка, но зато, приятно удивит ценник. Отличить друг от друга их просто.

У моторов с датчиком, помимо 3-х толстых проводов питания есть еще дополнительный шлейф из тонких, которые идут к регулятору скорости. Не стоит гнаться за моторами с датчиком как новичку так и любителю, т.к их потенциал оценит только профи, а остальные просто переплатят, причем значительно.

Принцип работы коллекторного мотора

Электрический ток (DC или direct current), поступая на обмотки якоря (в зависимости от их количества на каждую по очереди) создает в них электромагнитное поле, которое с одной стороны имеет южный полюс, а с другой стороны северный.

Многие знают, что, если взять два любых магнита и приставить их одноименными полюсами друг другу, то они не за что не сойдутся, а если приставить разноименными, то они прилипнут так, что не всегда возможно их разъединить.

Так вот, это электромагнитное поле, которое возникает в любой из обмоток якоря, взаимодействуя с каждым из полюсов магнитов статора, приводит в действие (вращение) сам якорь. Далее ток, через коллектор и щетки переходит к следующей обмотке и так последовательно, переходя от одной обмотки якоря к другой, вал электродвигателя совместно с якорем вращается, но лишь до тех пор, пока к нему подается напряжение.

В стандартном коллекторном моторе якорь имеет три полюса (три обмотки) – это сделано для того чтобы движок не «залипал» в одном положении.

Проверка и калибровка

   Завершив ремонт, заменив мотор, свинчиваем корпус винтиками. Устанавливаем на свое место винт и крепим его. Не исключено, что для нахождения квадрокоптера в устойчивом горизонтальном положении необходимо будет откалибровать дрон с помощью пульта.

   Запускаем его, установив на ровной поверхности пола. Видим – что моторчик вращается, игрушка готова взлетать в воздух.

   Ради интереса решил разобрать старый неисправный моторчик. На обмотке явно видны следы сгоревшего провода.

Размер рамы => размер лопастей => размер мотора

Зная размер рамы, мы можем примерно определиться с размером электромотора, который нам нужен. А все это потому, что размер рамы ограничивает размер лопастей, а для каждого размера лопасти и нужно подбирать мотор (скорость вращение, тяга, см. выше).

В таблице ниже можно посмотреть зависимость размера рамы, размера лопастей, размера мотора и значения его KV.

Размер рамыРазмер лопастиРазмер мотораЗначение KV
150 мм или меньше3″ или меньше1105 -1306 или меньше3000KV или выше
180 мм4″18062600KV – 3000KV
210 мм5″2204-2208, 23062300KV-2600KV
250 мм6″2204-2208, 23062000KV-2300KV
350 мм7″22081600KV
450 мм8″, 9″, 10″ или больше2212 или больше1000KV или ниже

Так же важно понимать, что вольтаж оказывает большое влияние на выбор как мотора так и лопастей. При большом вольтаже мотор будет стараться крутиться сильнее и от сюда будет потреблять больше энергии.

Разновидности беспилотников

Такое понятие как «беспилотники» является довольно обширным. Под этим термином подразумевают не только квадрокоптеры, но еще и некоторые модели самолетов и вертолетов на радиоуправлении. Это понятие можно еще заменить словом «мультикоптеры» к которым относятся все устройства, оснащенные как минимум тремя винтами.

Виды беспилотников:

  • Трикоптеры. Это летающие конструкции, где на подвижной платформе находятся три несущих пропеллера. Поворачивать дрон можно, меняя угол платформы. Этот вариант достаточно сложный для новичков в управлении, но отличается быстротой и маневренностью.
  • Квадрокоптеры. Наиболее распространенный вид дронов, который состоит из 4 движков и такого же количества пропеллеров. Они легки в управлении и могут поднимать разные грузы, если оснащены навесным дополнением. Это наиболее оптимальный вариант для новичков. Но чтобы получить летательный аппарат с хорошими характеристиками, важно обратить на то, сколько стоит квадрокоптер. Цены варьируются от 2 до 70 тыс. руб. в зависимости от двигателей, качества сборки, а также наличия дополнительных функций.
  • Гексакоптеры. В конструкции содержится 6 моторов и 6 пропеллеров. Это оптимальный вариант для фото- и видеосъемки, поскольку конструкция сохраняет стабильность в воздухе даже при ветреной погоде. К тому же данный вид оснащен увеличенной грузоподъемностью.
  • Октокоптеры. Данный вид, оснащенный сразу 8 винтами, встречается достаточно редко. Вариант относится больше к профессиональным моделям. Отличается конструкция надежностью, способностью поднимать большие грузы и может работать вне зависимости от погодных условий.

Ремонт (замена) моторчика дрона

   Ремонт квадрокоптера заключается в замене одного из его коллекторных двигателей. Подобрав аналогичный моторчик, устанавливаем шестеренку на вал. Налезать она должна с небольшим усилием.

   Обрезаем провода до нужной длинны. Залуживаем их и спаиваем с теми, которые идут от квадрокоптера. Не забываю изолировать их с помощью термоусаживаемой трубки.

   Двигатель с насаженной шестеренкой устанавливаем на свое место в корпусе квадрокоптера, следим при этом, чтобы зубья вошли в зацепление со второй шестеренкой.

Суперлегкий — r4 2205 2700kv

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

У BrotherHobby Returner R4 подшипники EZO, благодаря этому он долговечнее более старой версии. Отличный дизайн и выбор материалов, в результате Returner R4 весит всего 25 грамм! Прекрасно подойдет для сверхлегких коптеров.

Купить: Banggood | Обзор

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.

Толщина статора

Чем тоньше, тем лучше, тем больше мощности, меньше генерируется тепла и лучше эффективность.

Толщина проволоки в обмотке вокруг статора играет большую роль. Толстая обмотка обладает меньшим сопротивлением, что позволяет пропускать больше тока. А тонкая обмотка приводит к меньшей пропускной способности и большему сопротивлению. Однако толстая обмотка требует больше места, что означает меньшее количество витков и от сюда меньше противоэлектродвижущая сила (оборотная ЭДС).

Тяга и мощность

Первое, на что смотрят большинство покупателей электромоторов — это тяга. Чем больше тяга, тем больше ускорение, но тут надо еще смотреть на эффективность. Возможно эта тяга будет для вас избыточна, а мощные мотор очень прожорлив и ваша батарея в мгновение ока будет высаживаться в ноль. Если ваш квадрокоптер поглощает большое количество тока при большом ускорении, то ваша батарея должна быть способна выдавать такие показатели, а иначе вам обеспечен перегрев батареи и она еще может вздуться из-за этого.

Но при выборе мотора нельзя ограничиваться только мощностью и тягой. Есть и другие важные параметры.

Установка

При установке моторов на квадрокоптер важно, чтобы они вращались в разную сторону. К примеру, два мотора – по часовой стрелке, а два – против. При этом располагаются они друг напротив друга. Если же все винты будут вращаться в одну сторону, коптер просто закрутится и летать не сможет.

Как будет себя вести дрон в воздухе, зависит от различной скорости вращения двигателей. Чтобы беспилотник имел правильное и сбалансированное движение, вращение винтов должно быть направлено вдоль корпуса. Поток воздуха снизу создаст разницу между атмосферным давлением и его показателем под крылом.

Если воздушные винты вращаются, но дрон не взлетает, стоит проверить маркировку на лучах и винтах. Они должны совпадать. При покупке мотора к нему прилагается инструкция с подробным описанием, как установить тот или иной вид двигателя на определенные модели квадрокоптеров.

Характеристики моторов для коптеров

Выбирая двигатель для квадрокоптера, стоит обратить внимание на его характеристики. А именно:

  • потребляемая мощность (Вт) – чем выше ее показатель, тем чаще нужно будет заряжать аккумулятор, а значит дрон летать долго не будет;
  • вес – обычно, чем больше вес мотора, тем выше его мощность, но здесь нужно учитывать и массу самого беспилотника, поскольку он должен быть способен поднять определенный вес;
  • КПД – понятие, которое зависит от многих составляющих (батареи, пропеллера, контроллера и проводов), для бесколлеторных моторов показатель энергоэффективности должен составлять 90 %, для двигателей коллекторного типа – 70 %;
  • температура нагрева в рабочем состоянии – напрямую зависит от предыдущего показателя, чем больше нагревается, тем больше энергии расходуется впустую;
  • балансировка и вибрация – дешевые модели, оснащенные наименее мощным мотором, подвержены повышенной вибрации, что может сказаться на работе дрона (в этом случае он быстрее изнашивается);
  • подъемная сила – вес, который может поднять двигатель.

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)

Дроны беспилотники, это достаточно сложный и точный механизм, который требует тщательного подхода к выбору комплектующих. Надеюсь, после прочтения этой статьи тебе стало понятно чуть больше о движущей силе твоего летательного аппарата.

И как всегда, банальное, но очень важное напутствие – думай, прежде чем делать. Даже куча потраченных денег на самое лучшее оборудование не гарантирует то, что оно будет работать хорошо. Отталкивайся от того, что нужно именно тебе. Читай, узнавай, анализируй.

Если остались вопросы — задавай в комментариях на сайте. Мы постараемся на них ответить. И самое главное, без чего твой коптер точно не полетит. Подписывайся на наши группы в социалках, и делись записями с друзьями (кнопки для этого ты найдёшь внизу).

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector