Как выбрать правильный электромотор для квадрокоптера

Как выбрать правильный электромотор для квадрокоптера Роботы

Что дальше?

Если вы хотите еще сильнее углубиться в тему выбора, то вам нужно открыть Ютуб или любой поисковик и вбить запрос «тест тяги двигателя @название двигателя@» и изучить видео, где различные блогеры тестирую двигатель на разном уровне газа используя разные пропеллеры, выискивая идеальные параметры совмещения двигатель/пропеллер. Искать нужно видео о двигатели, который вы присмотрели для своей сборки.

Данные будут примерно такого вида:

50% газа на двигателе 2205-2300 KVТягаОборотыАмперыВольтыВаттыКПД
HQProp 5x4x3GF468177907.5416.081213.9

Подвесной (кареточный) мотор для электровелосипеда

Такие моторы, кстати, довольно популярны в брендовых европейских электровелосипедах. Находится вблизи каретки (педалей) велосипеда, через цепной привод, и механизм передач, если на велосипеде такой есть, вращает заднее колесо.

Данный тип электродвигателя на велосипед является автономным устройством. Этот агрегат работает через передачу усилия заднему колесу при помощи цепной передачи. Таким образом, это способствует более сильному вращению колеса, чем при педалировании. Подвесной мотор вешается на раму и вместе с цепной передачей закрывается специальным чехлом.

Мощности такого агрегата лежат в диапазоне от 350 до 1600 Вт. В продаже существуют готовые комплекты, включающие в себя электродвигатель определённой мощности, аккумулятор, цепь, звёздочки, контроллер, ручку-регулятор, устройство заряда аккумуляторной батареи.

Если велосипед с передачами — широкий диапазон оптимального применения за счёт этих самых передач — можно и хорошую тягу на малых оборотах получить, и высокую скорость.

Достоинства подвесного (кареточного) электродвигателя:

  • увеличение скорости до 90 км/ч;
  • возможность установки практически на любой велосипед;
  • экономичность.

Недостатки подвесного (кареточного) электродвигателя:

  • трудоёмкая установка;
  • шум при работе;
  • повышенная изнашиваемость открытой передачи.

Мотор-колесо с прямым приводом (директ-драйв)

В 95-98% электровелосипедах изготавливаемых в заводских условиях применяются редукторные двигатели с обгонной муфтой.Редукторный двигатель обладает большим крутящим моментом при относительно небольшой мощности за счет наличия в конструкции планетарного редуктора большой надежности в котором солнечная шестерня металлическая а сателлиты выполнены из композитных материалов. Веских причин для преимущественного применения редукторных двигателей несколько:

  • максимальный пробег на одной зарядке аккумулятора. Двигатели с внутренним планетарным редуктором на 30% экономичнее по расходу энергии аккумуляторной батареи, в сравнении с двигателями прямого привода;
  • малый вес и габариты редукторного двигателя, в сравнении с двигателем прямого привода. И вес и габариты редукторного двигателя примерно в два раза меньше чем у двигателей прямого привода;
  • вращающий момент редукторных двигателей значительно больше чем у двигателей прямого привода той же мощности. Это позволяет преодолевать подъемы до 12 градусов. А современные двухскоростные редукторные двигатели с автоматическим переключением передач, позволяют преодолевать на велосипеде подъемы до 27 градусов.
  • необходимая энергоемкость (а значит вес и стоимость) аккумуляторной батареи при использовании редукторного двигателя меньше на 30% для сравнимых дистанций пробега;
  • велосипед с редукторным двигателем имеет значительно более легкий ход с выключенным двигателем, за счет наличия в двигателе обгонной муфты.
  • надежность редукторных двигателей за счет хорошо налаженного производства и высокой серийности не хуже чем у двигателей прямого привода. Практически большая часть серийных моделей электровелосипедов оснащается редукторными двигателями из-за их малого веса и экономичного расходования энергии аккумуляторной батареи.

Данный тип электромотора для велосипеда в настоящее время обладает большей популярностью, нежели другие. Причина в том, что его просто установить на колесо и превратить рядовой байк в велосипед с мотором электрическим. Также для эксплуатации мотора-колеса необходимо обзавестись батареей, ручками запуска и регулирования скорости, аппаратом, контролирующим двигатель.

Как правило, мотор-колесо для велосипеда монтируют к заднему колесу, но можно установить его на переднее, или сразу на оба колеса. В последнем случае необходимо обзавестись двумя аккумуляторами.

Мощности мотора-колеса варьируются от 150 до 2000 Вт. Существует ряд моторов, различающихся по мощности и соответствующему ей аккумулятору.

Мотор-колесо — это встроенный в колесо электродвигатель, который имеет неоспоримые преимущества перед навесными электродвигателями и имеет мощность от 350 до 2000 Вт

Достоинства мотора-колеса:

  • доступность и лёгкость установки на байк;
  • незаметность на велосипеде;
  • бесшумность работы;
  • высокий КПД;
  • увеличение скорости до 60 км/ч на равнинной поверхности и 30 км/ч при езде на подъём.

Минусы мотора-колеса:

  • Тяжёлая масса (до 6 кг и выше).
  • Ограниченная мощность устройства.

Bafang BBS02B 48 V 750 W среднемоторный привод

Диаметр колес: 20, 24, 26, 27,5, 28, 29,

Стоимость: 45 519,30 — 56 899,13 руб.

Количество покупок(2022): 134

Bafang – производитель комплектующих для электровелосипедов и скутеров. Его продукция хорошо известна на рынках Китая, Европы и США. Этот китайский производитель занимается разработкой электрокомплектующих более 10 лет и зарекомендовал себя надежным поставщиком.

Кроме качественных двигателей, он предлагает полный ассортимент компонентов для велосипедов и скутеров на электротяге: датчики, АКБ, контроллеры и другие комплектующие. Мотор-колеса Bafang сочетают в себе надежность, функциональность и европейский промышленный дизайн.

Большой выбор моделей позволяет выбрать наиболее подходящий вариант. Главный офис и центр развития компании находится в Сучжоу, недалеко от Шанхая с его отличной инфраструктурой. Этот фактор во многом поспособствовал выходу бренда «Бафанг» на международные рынки.

«Начинка» редукторного мотор-колеса Bafang представлена на фото. Двигатель разбирается с 2-х сторон. Под колпаком расположена планетарная передача. К оси жестко крепится статор с обмотками. Ротор вращается на оси и при помощи центральной шестеренки передает вращательное движение на наружный корпус.

На роторе с внутренней части крепятся сверхмощные неодимовые магниты. Шестеренки вращаются на подшипниках. Оси шестеренок крепятся на обгонной муфте. Это необходимо, чтобы при езде на e-bike без использования двигателя его трансмиссия не проворачивалась.

Параметры:

  • Мощность: 750 W
  • Напряжение: 48 V
  • Контроллер ток: 25 A
  • Вес нетто: 4,2 кг
  • Длина кронштейна: 68 мм
  • Рабочая температура дисплея:-20-80 C
  • Водонепроницаемый Класс: IP65 

Kugoo g-max 10 ah

Электросамокат премиум-класса, который идеально подойдет для поездок по городу на дальние расстояния и экстремального катания по бездорожью.

Модель оснащена емким аккумулятором и мощным двигателем, которые позволяют развивать высокую скорость и перевозить сразу двух пассажиров (либо одного пользователя весом до 150 кг).

Пневматические колеса увеличенного диаметра повышают проходимость, поэтому самокат хорошо проходит даже холмистую местность.

Также устройство может похвастаться увеличенной шириной деки, которая позволяет стоять на самокате сразу двумя ногами. Привод самоката передний, а на заднем колесе есть простой, но надежный дисковый тормоз.

Для удобной парковки предусмотрена устойчивая подножка, а все элементы управления вынесены на рулевую стойку для более удобной корректировки параметров вождения.

Технические характеристики:

  • максимальный вес пользователя 120 кг;
  • пробег на одном заряде 30 км;
  • диаметр колес 254 мм.

Плюсы:

  • предсказуемая управляемость;
  • простая, но надежная тормозная система;
  • привлекательный внешний вид;
  • подходит для поездок по бездорожью;
  • увеличенная ширина деки.

Минусы:

  • механизм складывания сильно дребезжит на неровностях;
  • не очень устойчивые к износу покрышки.

Пользователям, которые не могут долгое время стоять на ногах, или хотят максимального комфорта во время поездок, стоит присмотреться к электросамокатам с сиденьем. Таких моделей существует достаточно много, но лучшими были признаны всего три транспортных средства.

Kugoo s1 6 ah

Стильный, маневренный и простой в управлении электросамокат, несмотря на демократичную стоимость, оснащен всеми необходимыми возможностями для комфортного катания.

В сравнении с обычными электросамокатами, данная модель позволяет проехать большее расстояние за счет батареи увеличенного объема.

В заднее колесо встроен мощный мотор, который приводит транспортное средство в движение: для начала поездки пользователю достаточно просто оттолкнуться ногой от земли.

Рама изделия выполнена из стали, но при этом самокат весит относительно немного, и владельцу не составит труда переносить его в руках.

Для парковки предусмотрена устойчивая подножка, а на деке есть специальное антискользящее покрытие. Если пользователю понадобится быстро остановить самокат, ему достаточно нажать на рычаг тормоза на рулевой стойке.

Он остановить электромотор и самокат мгновенно прекратит движение.

Технические характеристики:

  • нагрузка до 55 кг;
  • зарядка за 6 часов;
  • масса 9,9 кг.

Плюсы:

  • простая в использовании, но надежная тормозная система;
  • подходит для поездок по холмистой местности;
  • прочная, но сравнительно легкая стальная рама;
  • оптимальная скорость и высокая маневренность;
  • большие колеса повышенной проходимости.

Минусы:

  • не подходит для взрослых;
  • нет плавной регулировки скорости.

Kugoo x1, черный

Электросамокат премиального качества отличается демократичной стоимостью, продуманным управлением и приемлемыми техническими характеристиками для комфортных и безопасных поездок по городу.

Емкости батареи достаточно для того, чтобы преодолеть расстояние в 40 км без дополнительной подзарядки. Мягкие резиновые колеса обеспечивают плавный ход и хорошую проходимость даже по неровному асфальту.

Хорошее управление обеспечивают и пневматические амортизаторы, установленные на колесах.

Смотрите про коптеры:  Приложение для квадрокоптера - программа для управления

Для безопасного передвижения в темное время суток над передним колесом установлена фара. Барабанная тормозная система гарантирует мгновенную остановку транспортного средства в аварийной ситуации.

Широкая дека позволяет стоят на самокате двумя ногами, а антискользящее покрытие обеспечивает дополнительную безопасность катания.

Технические характеристики:

  • нагрузка до 120 кг;
  • зарядка за 7 часов;
  • масса 17 кг.

Плюсы:

  • мощный двигатель позволяет развивать достаточно высокую скорость;
  • надежная, но простая в использовании тормозная система;
  • стильный современный дизайн;
  • есть яркая фара для безопасного катания в темное время суток;
  • широкие литые колеса обеспечивают оптимальную проходимость.

Минусы:

  • не самый динамичный разгон;
  • заднее крыло начинает стучать на высокой скорости движения.

Max g30 или xiaomi m365 pro?

Подробный обзор: Xiaomi M365 Pro (копилка информации)

Max G30Xiaomi M365 Pro  
Вес19,514,2 кг
Емкость батареи15,3 Ah / 551 Wh
заряжается 6 часов
12,8 Ah / 474 Wh
заряжается 8 часов
Мотор-колесо36V 350W36V 300W
Дорожный просвет75 мм85 мм
Колеса (чем больше – тем выше комфорт)10 дюймов8 дюймов
Ширина покрышек60 мм50 мм
ПокрышкиБескамерные, антипрокольныеС камерами
Механизм складыванияНадежный и практичныйМенее надежный и практичный
Дно (крышка батарейного отсека)Пластиковая, прочная, винты утопленыПластиковая, хлипенькая, винты торчат
ФараНе слепит встречных (с отсечкой верхней границы)Слепит встречных
Подъем в горкуДо 20 градусовНе въезжает на подъем 11 градусов
ДинамикаБолее динамичныйМенее динамичный

Эра популярности Xiaomi M365 прошла… Владельцы Xiaomi конечно с этим не согласятся. Но неандертальцы тоже когда-то считали, что они «ого-го!»… И где эти неандертальцы?

Rashvinta

RashVinta– программа расчета диаметра воздушного винта для квадрокоптера.

Программа RashVinta позволяет производить вычисления по следующим исходным данным:

  • Мощность двигателя и диаметр винта;
  • Мощность двигателя и частота вращения винта;
  • Диаметр винта и его шаг.

В первом варианте отметка ставится только в поле «Расчет по диаметру винта». Задается размер пропеллера (в сантиметрах), мощность двигателя (в лошадиных силах), максимальная и средняя скорость летательного аппарата. Нажимается кнопка «Расчет». Результатом вычислений будут шаг и частота вращения винта.

Во втором варианте убираются все галочки. В соответствующие окна вводим мощность двигателя, частоту вращения винта, максимальную и среднюю скорость летательного аппарата. Нажимаем кнопку «Расчет». Результатом вычислений будут диаметр винта и его шаг.

Третий вариант расчетов предназначен для профессионалов. Метка ставится в поле «Указать параметры винта». В соответствующие окна записываются диаметр и шаг винта. Нажимается кнопка «Расчет». Результатом является профиль лопасти воздушного винта, который можно изучить в окне просмотра, меняя его масштаб и удаление от ступицы. В виде таблиц результат сохраняется в файле Date.html, присутствующем в каталоге программы.

Кроме того, программа может показать, как выглядит профиль лопасти под реальным углом наклона (галочка в поле «Профиль с углом»), а также продемонстрировать точки, по которым производился расчет (метка в поле «Показывать расчетные точки»).

Полученный профиль можно распечатать в масштабе 1:1.

Razor e prime

Одна из самых удачных моделей складного электросамоката на современном рынке. Легкая алюминиевая рама устойчива к механическим повреждениям при ударах и падениях.

Широкая и длинная дека также изготовлена из алюминия, а для максимального комфорта катания на ней расположены специальные резиновые накладки.

Самокат приводится в движение мощным, но тихим электродвигателем, а дроссель на рулевой стойке позволяет плавно ускорять ход и управлять крутящим моментом.

Устройство работает от встроенного аккумулятора, которого хватит на 40 минут езды, причем на ровной дороге транспортное средство способно развивать скорость до 24 км/час.

Но, даже если батарея сядет, владелец сможет продолжить движение, используя транспортное средство как обычный механический самокат.

Рулевую стойку можно регулировать по высоте, а мягкие резиновые накладки на рукоятках повышают комфорт управления.

Технические характеристики:

  • нагрузка до 80 кг;
  • зарядка за 4 часа;
  • масса 9,7 кг.

Плюсы:

  • легкая складная алюминиевая рама;
  • хороший ход и накат;
  • можно использовать как обычный механический самокат;
  • подходит для поездок по неровным дорогам;
  • надежная тормозная система включает ножной механический и передний электрический тормоз.

Минусы:

  • при поломке практически не подлежит ремонту;
  • не подходит для поездок на дальние расстояния.

Ultron t11

Внешне этот электросамокат сразу подкупает своим агрессивным дизайном, но и технические характеристики транспортного средства весьма достойные.

Еще одна особенность устройства — в наличии сиденья, которое повышает комфорт при поездках на дальние расстояния.

Для изготовления рамы используется легкий, но прочный алюминий, который способен выдержать вес до 150 кг. В раме предусмотрена быстрая система складывания, которая облегчает хранение и транспортировку изделия.

Также транспортное средство оснащено колесами диаметром 11 дюймов, которые успешно преодолевают практически любые преграды.

На рулевой стойке расположен блок управления, который позволяет вносить корректировки в настройки вождения и выбирать один из трех скоростных режимов.

Самокат способен развивать скорость до 70 км/час, а надежные гидравлические дисковые тормоза позволяют практически мгновенно остановить транспортное средство.

Технические характеристики:

  • максимальный вес пользователя 150 кг;
  • пробег на одном заряде до 60 км;
  • диаметр колес 280 мм.

Плюсы:

  • прочная, но легкая алюминиевая рама;
  • надежный и устойчивый к износу бесщеточный двигатель;
  • аккумулятор быстро заряжается;
  • удобная устойчивая подножка;
  • антискользящее покрытие деки.

Минусы:

  • высокая стоимость;
  • тяжело найти в продаже.

Xiaomi mi electric scooter 1s, black

Качественный электросамокат от известного производителя электроники отличается стильным дизайном и отменным качеством исполнения.

Он позволяет проехать до 30 км на одном заряде, а максимальная скорость движения может составлять до 25 км/час. Для удобного управления предусмотрена специальная панель, а двойная система торможения гарантирует полную безопасность поездок.

Максимальная нагрузка на деку составляет 100 кг, поэтому самокат идеально подойдет для взрослых.

Легкая и прочная рама выполнена из алюминиевого сплава. Управлять транспортным средством можно не только с помощью специальной панели, но и через мобильное приложение.

В устройстве предусмотрено три режима скорости, которые позволяют быстро и комфортно перемещаться не только по ровным дорогам, но и по холмистой местности.

Переключение между режимами крайне простое и осуществляется несколькими кнопками, расположенными на руле.

Технические характеристики:

  • время полной зарядки 5,5 часов;
  • диаметр колес 229 мм;
  • высота рулевой стойки 114 см.

Плюсы:

  • оптимальная скорость движения;
  • удобная панель управления на рулевой стойке;
  • подходит для поездок по холмистой местности;
  • есть три режима скорости;
  • качественная антискользящая накладка на деке.

Минусы:

  • заднее крыло сильно болтается;
  • долго синхронизируется со смартфоном.

Балансировка пропеллеров

Можно с уверенностью сказать, что большинство пропеллеров, особенно дешевых, нельзя назвать сбалансированными на 100%. Такие винты не только раздражающе сильно шумят, но и вносят дополнительную вибрацию в работу ВМГ. Из-за этого, в частности, снижается качество воздушных съемок (эффект желе).

Как видим, без процедуры балансировки винтов для квадрокоптера нам не обойтись. Для этого понадобятся:

  • Винт;
  • Скотч или суперклей (можно заменить лаком для ногтей);
  • Наждачная бумага;
  • Специальный балансир пропеллеров Du-Bro Tru-Spin – один из лучших, или китайские аналоги.

Прежде всего, нужно выставить само приспособление для балансировки так, чтобы его ось была строго горизонтальной.

Лопасть проверяется на отсутствие повреждений, устанавливается на ось и слегка отклоняется в ту или иную сторону. Если он не возвращается в горизонтальное положение, нужно облегчить (подчистить наждачной бумагой) более тяжелое лезвие или наклеить кусочек липкой ленты на более легкое.

Ось балансировочного станка переворачивается – нужно убедиться, что пропеллер сохраняет равновесие и в этом положении. Отметим, что все подчистки и наклеивания должны выполняться на внутренних (вогнутых) поверхностях лопастей.

Следующим шагом будет балансировка ступицы. Для этого пропеллер устанавливается вертикально. Если он отклоняется вправо, нужно утяжелять клеем или лаком левую часть ступицы и наоборот. Добиваемся баланса, переворачиваем пропеллер и убеждаемся, что в этом положении он также уравновешен. Процедура закончена.

Бесколлекторный двигатель dlfpv 4-х частей dl2205 2300kv

Когда дело доходит до бесщеточных двигателей, DLFPV предлагает одни из лучших бесщеточных двигателей на рынке. Они специализируется на разработке гоночных самолетов FPV RC, квадрокоптеров, камер, мониторов, передатчиков и приемников.

Эти бесщеточные моторы специально разработаны для тех, кто любит создавать интересные проекты. Обеспечивая 100% качество благодаря материалам, используемым при изготовлении бесщеточных двигателей.

Этот комплект оснащен подшипником NMB, системой всасывания воздуха, быстрым охлаждением, держателем винта и крышкой двигателя.

Бесщеточный электродвигатель DLFPV — это продукт среднего класса, имеющий отличные характеристики, включая систему всасывания воздуха и механизм охлаждения. Цена ниже по сравнению с конкурентами. Но единственным недостатком этого продукта является то, что он производит шум и может быть несовместим с другими аппаратными устройствами.

Читайте: Как правильно подобрать двигатель для квадрокоптера?

Спецификаций бесщеточных двигателей DLFPV:

  • Конфигурация 12N4P
  • Вес 28 грамм
  • Максимальная мощность 270 Вт
  • Внутреннее сопротивление 65 мОм
  • Максимальный ток 24А
  • Максимальный ток эффективности> 80 %

Плюсы:

  • Высокая эффективность.
  • Большая продолжительность полета.

Минусы:

  • Более слабая конструкция.
  • Шум.

Бесколлекторный двигатель hobbymate fpv

Номер 5 в списке от Hobbymate. Название продукта — двигатель hobbymate FPV Quadcopter и идеально подходит для беспилотных летательных аппаратов небольшого размера. Хотя он не является экономичным для многих пользователей, он вошел в список лучших из-за его высокой производительности и надежности.

Смотрите про коптеры:  Мистер Робот (Сериал, 1-4 сезон)

По сравнению с другими двигателями вы можете легко реализовать его на устройствах без каких-либо помех. И чтобы двигатель работал, вам нужно подать питание 5 В на контроллер полета, используя понижающий регулятор напряжения.

В целом это неплохой двигатель с хорошей системой всасывания воздуха, строгим контролем качества и медной обмоткой. ESC поддерживает сверхскоростное управление с двунаправленным вращением. Двигатель дает стабильные характеристики при различных напряжениях и тепловых условиях.

Читайте: Как выбрать или собрать своими руками гоночный квадрокоптер?

Модернизированная модель имеет защиту, которая основана на защите от низкого напряжения и перегреве. Производительность этого бесщеточного мотора впечатляет, и он эффективно работает при входной (2 / 4S) или 15 / 25A импульсной мощности.

Характеристики  двигателя:

  • Максимальная тяга 440G
  • Количество ячеек 2-3S
  • Вес 25г
  • 12N14P рамки
  • 3 мм вал
  • Пропеллеры 5-6 дюймов
  • Диаметр 9 мм

Особенности мотора QuobbyCopter HobbyMate:

  • 2-4S Липо вход
  • 15 ампер тока
  • 25 ампер взрыв
  • 70 мм моторных проводов
  • Длина сигнального провода 120мм
  • N-канальный МОП-транзистор

Плюсы:

  • Высокое время работы.
  • Высокая эффективность.

Минусы:

Заключение

Crazepony Motor является нашим главным нашим выбором, потому что он имеет тонкую конструкцию из прочных материалов с высокой надежностью.

Этот бесколлекторный двигатель оснащен системой быстрого охлаждения для увеличения срока службы и высокой производительности.

Читайте: Как своими руками сделать самолет на радиоуправлении

Несмотря на то, что он стоит немного дороже, его легкий вес и портативная конструкция позволяют вашему квадрокоптеру, самолету или вертолету снизить вес за счет двигателей. Один недостаток этих двигателей, что их сложно найти в наших магазинах.

Как выбрать электросамокат?

Поскольку электросамокат — это особое транспортное средство, при его выборе стоит обращать внимание на множество технических характеристик:

  1. Емкость аккумулятора. От этого показателя зависит расстояние, которое сможет проехать транспортное средство без дополнительной подзарядки. Если пользоваться изделием будет ребенок, достаточно показателя в 10 км. Но, если самокат покупают для взрослого, минимальный пробег на одном заряде должен составлять 25 км.
  2. Размер и тип колес. Оптимальный размер колес должен составлять 8-10 дюймов. Это поможет быстрее преодолевать кочки и другие неровности на дороге. По типу колеса бывают пневматическими, литыми и перфорированными. Самыми надежными считаются колеса последнего типа. Они такие же мягкие, как и пневматические, но при этом не подвергаются проколам и другим механическим повреждениям
  3. Подсветка. Если на самокате планируют ездить в темное время суток, наличие подсветки — обязательное условие. Так другие участники дорожного движения смогут вовремя заметить райдера.
  4. Скорость. Поскольку электросамокаты компактные, даже незначительная скорость движения ощущается на них очень сильно. Не стоит гнаться за высокой скоростью: для комфортного и безопасного катания будет достаточно 25-30 км/час.

Также при выборе устройства желательно обращать внимание на его габариты (для более легкого хранения и транспортировки) и наличие амортизации для комфортных поездок по асфальту и бездорожью.

Как работает контроллер электровелосипеда

Какое мотор-колесо лучшее? Как его выбрать на Aliexpress 2022 году
Распиновка для контроллера электровелосипеда

Под термином «контроллер» понимается электронное приспособление, выполняющее посредническую роль между рулевым управлением и двигателем. По сути он осуществляет преобразование постоянных батарейных токов в трехфазные, актуальные для мотор-колеса. Обычно этот механизм помещается в герметичный металлический корпус, который защищает его от нежелательных внешних воздействий.

  • Сначала контроллер принимает сигнал, поступающий с ручки акселератора.
  • Затем он активирует двигатель, раскручивая его.
  • При изменении сигнала устройство регулирует скорость вращения электромотора велосипеда, главным образом посредством изменения длины импульсов.
  • Параллельно контроллер фиксирует уровень напряжения в батареях и может отключать двигатель от питания для его защиты и продления срока службы.
  • Дополнительно изделие способно преобразовывать переменный ток в постоянный для обеспечения торможения.

Режимов работы у изделия может быть два: работа от двигателя «power-on-demand» и «pedal-assist» или поддержка педалирования. Во втором режиме устройство все время контролирует силу и скорость вращения педалей, чтобы соответствующим образом регулировать работу электромотора велосипеда. Обычно штатные контроллеры, которыми комплектуются электробайки, демонстрирую напряжение либо 36 Вольт, либо 48 Вольт.

Калькулятор ecalc

Многим создателям беспилотных моделей известен on-line калькулятор eCalc, предназначенный для расчёта параметров винтомоторной установки летательных аппаратов. Страница калькулятора, посвященная мультикоптерам, выглядит приблизительно так.

На первый взгляд, все понятно, но есть несколько нюансов, которые могут повлиять на результаты вычислений.

Прежде всего, вводится полный взлетный вес мультикоптера (с подвесом и камерой, если таковые имеются). Если будет указано Without Drive (Без привода), то вводим суммарный вес рамы, пропеллеров, платы контроллера, подвеса, камеры и оборудования для FPV полетов. Добавим процентов 10 на массу проводов и получаем искомую цифру.

Вводим количество роторов, их схему (одиночная или соосная), максимальную высоту полета и погодные условия, при которых он будет проводиться (температуру за бортом и атмосферное давление).

Из выпадающего списка выбирается нужный аккумулятор. Если необходимая батарея отсутствует, можно выбрать ближайшую по емкости и токоотдаче. Программа заполнит остальные поля самостоятельно. Задается структура и вес аккумулятора.

Далее из выпадающего списка выбираются тип ESC или максимальный ток этих регуляторов.

Выбирается фирма-производитель двигателей. Появляется окно с его оценкой. По уровню KV подбирается конкретный образец.

Переходим к пропеллерам. Выбирается тип пропеллера, его диаметр и шаг. Рекомендуется использовать диаметр воздушного винта, максимально возможный для данной рамы. Если привод имеет зубчатую трансмиссию, то вводится ее передаточное число (отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни).

Если нужные компоненты в выпадающих списках отсутствуют, можно перейти в строку Custom и ввести все необходимые данные в соответствующих полях калькулятора. Отметим, что параметры батареи задаются для одной ячейки.

Все поля заполнены, можно выполнять вычисления. Результат расчетов будет представлен в виде циферблатов, списков и графиков.

Количество и форма лопастей

Классическим вариантом является наличие у пропеллера двух лопастей. Впрочем, на самых маленьких моделях применяют воздушные винты с тремя, четырьмя  и даже пяти лопастями. Понятно, что многолопастный воздушный винт снижает уровень турбулентности за счет создания более равномерного потока.

Более того, дополнительные лопасти увеличивают общую площадь винта, что благотворно отражается на подъемной силе квадрокоптера. Из этого следует, что многолопастный винт меньшего диаметра способен создавать ту же подъемную силу, что и более крупный классический пропеллер.

Многолопастные пропеллеры делают летательный аппарат более отзывчивым, что очень важно при полетах в режиме Acro. Основным недостатком таких винтов является сложность изготовления и центровки, а также достаточно высокая стоимость.

Советуем обратить внимание на разницу в форме окончания реквизитов. Они бывают трех видов – Normal, Bullnose (BN), Hybrid Bullnose (HBN). Винты Normal имеют заостренные на концах лезвия, создают меньшую тягу, но способствует эффективному расходу энергии аккумулятора.

Винты BN при равном диаметре имеют большую площадь и тягу. Дополнительный вес на кончиках лопастей увеличивает крутящий момент и улучшает чувствительность летательного аппарата по оси рысканья. К сожалению, эти положительные моменты сопровождаются высоким энергопотреблением и снижением времени полета. Пропеллеры HBN занимают промежуточную позицию.

Методы установки

Установить винты на квадрокоптер можно по-разному. Очень часто вал электродвигателя представляет собой простой металлический штырь, не имеющий каких-либо приспособлений для установки пропеллера. В этом случае применяют специальные переходники – пропсейверы и цанговые зажимы.

Пропсейвер (см. фото) удобно использовать для проведения экспериментов при создании самодельных моделей. Он выглядит как втулка, в боковой поверхности которой имеется два симметричных отверстия с установленными в них винтами. Приспособление устанавливается на вал, а винты затягиваются. Пропеллер также надевается на вал и фиксируется двумя нейлоновыми стяжками или резиновым кольцом.

Более надежным переходником является цанговый зажим. Он представляет собой резьбовое соединение с разрезной конусообразной втулкой. Цанга надевается на вал, далее устанавливается зажимная втулка, пропеллер и шайба. Вся конструкция фиксируется гайкой особой формы – коком.

Если ротор бесколлекторного двигателя находится снаружи (моторы класса Outrunner), то на его верхней поверхности обычно имеется несколько резьбовых отверстий для установки различных переходников и креплений.

У производителей готовых коптеров с бесколлекторными моторами очень популярен вариант с самозатягивающимися гайками от компании DJI. У таких двигателей вал заканчивается резьбой, противоположной направлению вращения ротора.

Мощность

В описании к двигателям пишут максимальную тягу, но не стоит зацикливаться только на ней. Например, легкий квадрокоптер с двигателями у которых небольшая тяга, в воздухе может себя вести точно также, как тяжелый квадрокоптер с двигателями с гораздо большей тягой. Есть одно правило:

Соотношение мощности к весу должно быть 4 к 1 для фристайл-дронов и 8 к 1 для гоночных дронов.

Рассчитать соотношение очень просто, для этого возьмем статическую мощность двигателей и разделим на общий вес квадрокоптера. Например, рассчитаем соотношение дрона на раме 200 мм с двигателями 2205 2400 KV и пропеллерами HQ5x4x3:

  • Тяга двигателей составляет 4241,5 грамм;
  • Общий вес вместе с аккумулятором 1300 mAh 75C составляет 490 грамм.

4241 : 490 = 8,6. Получается соотношение мощности к весу — 8,6 к 1. Это даже больше, чем рекомендуемая, а значит мощности с запасом и дрон будет очень резвым.

Смотрите про коптеры:  Первые роботы и история развития робототехники

Можно было бы выбрать двигатели и с большей тягой, но это уже нецелесообразно, потому что в нашем случае двигатели потребляют ток 24 Ампера при полном газе на пропеллерах HQ5x4x3, а аккумулятор в сборке 1300 mAh и 75С, который выдерживает токоотдачу 97,5 Ампер, 1,5 ампера останутся в запасе.

Все взаимосвязано, поэтому лучше сначала определиться с рамой и двигателями, а потом покупать ESC (особенно, если сборка ESC Полетный контроллер, 4 в 1), чтобы потом не покупать новые комплектующие из-за несовместимости мощностей.

Мощность и емкость батареи электровелосипеда

У двигателей внутреннего сгорания основной характеристикой, определяющей движущую силу, выступает мощность в лошадиных силах. Этот параметр отвечает за ускорение и обеспечивает езду на заданной скорости. У транспортных средств на электротяге мощность измеряется в ваттах (Вт). Для перевода в лошадиные силы нужно разделить кВт на 0,736, т.е. 10 кВт≈13,6 л.с.

Электрическая мощность (обозначение – W, единица измерения – Вт) определяется как произведение силы тока (I, измеряется в A) и напряжения (U, измеряется в В). Получаем формулу: W= I·U.

Для примера, если на электромотор велосипеда номинальной мощностью 1000 Вт от аккумуляторной батареи через контроллер поступает напряжение 48 В, а BMS плата и контроллер поддерживают силу тока 35 A, получаем значение выдаваемой мощности: 48 В х 35 A=1680 Вт.

Емкость аккумулятора электровелосипеда – это накопленная энергия, от которой зависит величина пробега. Единица ее измерения – ватт-час (ампер-час). Формула: С=U·I·t, где С – емкость, U – напряжение, I – сила тока, t – время. Химическая энергия батареи Е=U·C.

Преимущества и недостатки наборов для электровелосипеда

У электрокомплекта на заднее либо переднее колесо есть ряд преимуществ и недостатков.

Среди плюсов отмечают:

  • велосипед, на котором установлен электропривод, имеет более высокую максимальную и начальную скорость;
  • весь механизм более надежный, некоторые детали имеют длительный срок износа;
  • возможность установки велокомпьютера, для наблюдения статистических данных и скорости движения;
  • универсальное средство передвижения на работу, в магазин или домой без усилий или особых денежных затрат;
  • без превышения мощности двигателя в 250Вт на этот электровелосипед не требуются какие-либо документы.

Из недостатков можно выделить:

  • большой вес, сравнительно обычного велосипеда (ведь при апгрейда общий вес повышается примерно на 6 килограмм);
  • сравнительно недешевая установка всего механизма (стоимость электромотора и хорошего аккумулятора может превышать 600 долларов);
  • возникает постоянная необходимость в заряде велосипеда, тем самым уменьшается автономность его использования в любых условиях;
  • температура ниже 0 или выше 35 градусов значительно уменьшают срок пригодности составных электронабора;
  • повреждение или падение такого велосипеда может вылиться в большие денежные затраты;
  • при поездках в дождь или густой туман стоит подумать о полной герметизации всего механизма;
  • батарея – это всё-таки расходник, потому примерно через 5 лет необходимо купить новый аккумулятор;
  • поскольку такой велосипед после установки электрокомплекта становится куда дороже, нужно обеспечить его хорошей противоугонной защитой.

Пробег на одном заряде с батареей 551 вт*ч

«48.8 км, вес 60кг рюкзак несколько кг, газ всегда в пол, иногда были крутые подъемы.»«Во мне 100 (вес тушки одежда рюкзак). Пробег до 40 км еле-еле дотягивает. А при 30 км/час, так вообще: 35 км — половина от заявленного, блин…»«В режиме газ в пол прошитый (30км/ч) забиралися во все Киевские горки, при давлении в 2.

5Атм (оба колеса) и весе в 65кг — хватило на 45км.»«При температуре около восьми градусов, проехал 31 км до красной лампочки. Мой вес в одежде около 120 кг.»«Вес 100кг, температура на дворе 2, давление в шинах 32. Самокат прошитый, коэффициент мощности 47к если не ошибаюсь.

Сабж проехал ровно 25км за 2 дня. Считаю вполне неплохой результат, для такого низкого давления в колесах. Режим езды Спорт, всегда на максимуме. В горки заезжал шустро.»«87 кг, температура 1, включённая фара и тапка в пол (прошивка сток россия, режим спорт)

пробег до 5% аккумулятора, составил 43 км.»«На улице от 0 до 4 , в режиме спорт самокат проехал 20 км. На улице 10/ 14 , около 14 км в режим D, остальное в спорт, проехал 28км. Мой вес 70 кг.»«Вешу 70 в куртке и с рюкзаком, проехал вчера 37 километров, осталось ещё 40% заряда, прошивка сток, регион америка.

Очень важно давление в колесах. У меня 42 psi.»«При равномерной езде в режиме D у меня в 5 — 10 вышло 46 — 50 км (90 кг, горок почти нет, ветер 10 м/с) на одном заряде. Режим рекуперации средний. Прошивка — сток, без обновлений. Менял только серийник.

»«На одной зарядке проезжаю минимум 40 км. Перешил под америку, вес 80 кг одежда. Давление в колёсах 42psi.»« 14-16C, решил проверить на дальнобойность, рельеф местности город плитка и асфальтированные дорожки в лесном парке с горками и подъемами затяжными, мой вес с одеждой 79 кг, колеса 5.

0 psi, кастомная прошивка, мощность мотора установлена на 48000, спортивный ток увеличен до 30000, мах скорость выставлена 39 км/ч (что бы с горки хорошо катился), всегда езжу только в режиме S спор. Первых 20% скорость до 30 км/ч и постепенно падала до 25 км/ч, тяга чутка тоже просела, но не критично.

В итоге имеем 1 час 45 мин катания в режиме круиз с редкими торможениями и разгонами из-за пешеходов, заряда хватило на 41 км.»«Вешу под 90 кг. В режиме Д хватает до 40 км или меньше. В Эко-режиме проехал 49 км и еще 32 % заряда осталось. До 60 км думаю точно доехал бы, а скорее и больше, что при моем весе считаю очень достойно.

»«При своих 80кг я проезжаю на самокате около 46-48км.»«Max G30 (прошивка накручена на преодоление подъёмов, и разблокирована скорость 30км/ч), режим рекуперации максимальный, колесо 6, температура 15-25°C, режим S, ландшафт холмистый, я дочь (105 18кг) — 36-40 км.

Скорость держу около 20км/ч.На стоковой прошивке, без пассажира, однажды проехал 52 км и заряда ещё оставалось около 10% батареи. Тоже на режиме S, но скорость по прямой не превышала 20-22 км/ч. А вот если постоянно держать газ в пол, то батареи едва на 30 км хватает.»

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.

Строение двигателя и как он работает

Все бесколлекторные (бесщеточные) двигатели состоят из 4 компонентов:

Статор. Статор это обмотка двигателя, состоящая из 3 фаз длинных тонких проводков, которые обматываются вокруг сердечника. Провода покрыты эмалью/лаком, 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, а точнее к его колоколу.

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.

Двигатели для дронов делятся на два типа:

  • Коллекторные
  • Бесколлекторные

Коллекторные двигатели используются в основном на слабых дронах начального уровня, а чаще всего на игрушках. Дело в том, что они не могут развивать значительные обороты и мощность, а это значит у них будет маленькая подъемная сила. Они громоздкие и склонны к поломкам, так как у таких моторов больше трущихся деталей.

Как выбрать двигатели для квадрокоптера, критерии и расчет
Общий вид щеточного (коллекторного) двигателя

Принцип работы коллекторных двигателей: мотор состоит из корпуса, внутри него 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, критерии и расчет

Бесколлекторные двигатели используются на гоночных и профессиональных дронах, а также на съемочных, все чаще их ставят даже на бюджетные квадрокоптеры за $100. Отличаются огромными мощностями, значительными оборотами и тягой. Такие двигатели компактные, по весу примерно такие же, имеют долговечность за счет минимума движущихся частей, потому колокол с валом крутится на 2 подшипниках.

Как выбрать двигатели для квадрокоптера, критерии и расчет
Общий вид бесщеточного двигателя

Принцип работы бесколлекторных (бесщеточных) двигателей: 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, то есть 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.

Так какое мотор-колесо всё же выбрать?

      Объективно посмотрев на все возможные варианты мотор-колес (электродвигателей), испытав их на практике,  мы сделали следующие выводы.

Самое главное — это для себя понять, что вы хотите:1.    Оставить свой велосипед велосипедом, но уже с электрокомплектом (35км/ч, от 4кг, от 350$)2.    Превратить велосипед в электромопед (50км/ч, от 12 кг, от 600$)3.    Превратить велосипед в электромотоцикл (90 км/ч, от 35 кг, от 2300$)

 Вариант первый.  Максимальная скорость 35км/ч, вес набора от 4кг и цена от 350$.Для обычной езды по городу или по пересеченной местности вполне достаточно редукторного мотор-колеса номинальной мощности 250Вт. Надежные моторы на 250Вт известных брендов, такие как Bafang 8FUN, имеют  рабочую мощность на самом деле 530Вт, а при желании, могут выдержать и 750Вт.

Мотор колесо для велосипеда Bafang весит всего 2 кг и может развивать скорость (уже с нагрузкой) до 35 км/ч.  При этом велосипед останется легким и мобильным.  Скорость 35 км/ч – это максимальная скорость для обычного велосипеда,  на которых ездит более 90% всех владельцев велосипедов.

Если быстро крутить педали по прямой на последней передаче, то ваша скорость будет как раз 30-35км/ч.  А с мотор-колесом 250вт вы получите ту же скорость, но уже без помощи педалей.Если вам не хватает динамики в разгоне, при использовании мотор-колеса 250вт, то вы можете добавить ускорение педалями.

Тогда скорость разгона будет даже больше чем у мотора на 1000Вт. Конечно,  это зависит от силы ваших ног, но мы проводили тест на силу разгона с обычным велолюбителем без какой-либо специальной подготовки. Если в начале движения включить мотор 250вт и крутить педали, то сила разгона будет больше чем у велосипеда с мотором на 500Вт и даже 1000вт.

Вариант второй.  Максимальная скорость 50км/ч, вес набора от 12кг и цена от 600$.Данный вариант для тех, кто уже хочет ездить на электровелосипеде со скоростью 45-50 км/ч, а также без труда взбираться на крутые горки. В данном случае потребуется мотор-колесо на 1000Вт-1500вт.

Однако, мотор-колесо будет весить уже не 2 кг(250вт), а 6кг (1000Вт) или даже 8кг (1500Вт). Кроме того потребуется аккумулятор большей емкости, а соответственно более тяжелый (от 5 кг) и дорогой.  Тем не менее, за свои желания приходится платить и чем-то жертвовать.

Рекомендуется этот набор для тех, кто планирует ездить на электровелосипеде по крутым склонам и возвышенностям. На прямой дороге, при напряжении 48В, вы получите скорость 45-50км/ч. При повышении напряжения, например до 72В, скорость будет уже около 70км/ч.

       Вариант третий. Максимальная скорость 90км/ч, вес набора от 35кг и цена от 2300$.При использовании мотор-колеса более чем на 1500Вт, например на 3000Вт, уже потребуется серьезная модернизация рамы велосипеда.  Качественное мотор-колесо номинальной мощности на 3000Вт весит минимум 12.5 кг.

Для мощных моторов действует правило — чем больше весит мотор, тем больше в нем меди, тем больше у него пиковая и рабочая мощность. Например, для мотора весом 12.5 кг рабочая мощность около 6000Вт, а пиковая мощность — 12000Вт. Если же мотор номинальной мощности 3000Вт весит около 10 кг, то реально рабочая мощность будет около 3000Вт, а пиковая мощность  — 6000вт, а при большей нагрузке он сгорит.

Проверенно на практике.На простой велосипед такой мощный электронабор  уже не установить. Придется не только ставить дропауты, а менять задние перья или устанавливать (приваривать) специальный маятник, как у мотоциклов. Мотор номинальной мощности в 3000Вт настолько сильный, что может разгибать перья обычного велосипеда даже на холостом ходу.

Поэтому без специального усиления рамы велосипеда не обойтись. Кроме того,  обязательно требуются хорошие амортизаторы, т.к. вас  может выкинуть из седла даже на небольшой яме при скорости от 50км/ч и выше. Также потребуется специальная передняя вилка от мотоцикла или от велосипеда для даунхилла.

Эффективность

Эффективность мотора обычно измеряется в граммах на ват (тяга/мощность). Важно оценивать эффективность на всем диапазоне газа. Некоторые моторы эффективны при низком газе и теряют эффективность, потребляя излишне много энергии при своих максимальных оборотах.

Но неэффективный мотор не только сильно съедает и так ограниченную энергию в полете, тем самым сокращая его продолжительность, он также способствует просадкам напряжения. Неэффективный мотор может либо не выдавать необходимой тяги или потреблять излишний ток.

Не все характеристики той или иной модели электромотора производитель официально публикует, и кроме как на собственных тестах их нигде найти не удастся.

  • Тяга
  • Время отклика
  • Температура
  • Балансировка и вибрация

Тяга — это на сколько быстро мотор может увеличивать/изменять скорость вращения. Это влияет на точность управления и отзывчивость квадрокоптера во время полета. Большая тяга дает мгновенный отклик, т.к. скорость вращения меняется так же мгновенно. Большая тяга, так же позволяет ставить лопасти побольше (если рама конечно позволяет), правда в ущерб батарее.

Если же ставить тяжелые лопасти на мотор с низкой тягой, то он вообще не будет способен раскрутить их до нужного значения. Но у высокотяговых моторов есть и свой недостаток — это вибрация, которую очень сложно устранить. Из-за повышенной реакции на команды возможны излишние ошибку в управлении и рыскание квадрокоптера

Время отклика — зависит напрямую от тяги, чем ее больше тем лучше отклик. Для оценки времени отклика можно посмотреть на сколько быстро мотор наберет обороты с 0 до максимального значения. И еще время отклика сильно зависит от лопастей.

Температура — магниты в мотора быстрее размагничиваются при высоких температурах, отсюда падение характеристик летательного аппарата. Чем холоднее мотор, тем он дольше проживет.

Вибрация — Если мотор плохо сбалансирован или плохого качества сборки, это приведет к повышенной вибрации во время полета. Поврежденные или несбалансированные лопасти так же ведут к излишней вибрации.

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector