Какие двигатели ставить на квадрокоптер

Основные факторы влияющие на летные характеристики

Определившись с размером мотора, вы увидите, что подходящих моделей очень много. Чтобы выбрать наилучший вариант, нужно учесть несколько моментов:

• Тяга
• Эффективность и потребляемый ток
• Вес

Выбор того или иного мотора очень сильно зависит от целей применения коптера, стиля полета и желаемого поведения.

Пожалуй, это первое, на что обращают внимание при выборе мотора.

Чем выше тяга, тем больше будет ускорение, но при этом может заметно увеличиться потребляемый ток или упасть энергоэффективность. Не перенагружайте аккумуляторы сильно жрущими винтомоторными группами.

Если коптер потребляет очень большой ток при максимальном газе, тогда у аккумулятора должен быть соответствующий допустимый разрядный ток (англ). Не забывайте и про емкость аккумулятора, она должна быть достаточной чтобы летать продолжительное время.

Тяга — важный, но не единственный критерий выбора мотора.

250 класс

Все рамы до 200 размера я считаю «домашними квадриками», т. к. на улице такие игрушки нормально выгулять не получится. Легкое дуновение ветра и они уже стремительно летят подальше от вас. Короче говоря, кайфа от управления ими на улице вы практически не получите. А какой же должен быть квадрик для улицы? Ну тут уже выбор намного интереснее. Возьмем, например,

Размер такого квадрика уже около 250 мм по диагонали. Хочу заметить, что диагональ коптера именно от двигателя до двигателя и защита пропеллеров сюда не входит. Данная модель не только способна летать в хорошую (а именно практически безветренную) погоду, но и вдобавок может доставить дополнительное удовольствие, т. к. на ней установлена миниатюрная камера.

Также в категорию 250 размера входят и новомодные гоночные квадрокоптеры. Но их размер и слово «новичок» не синонимы. На самом деле данные аппараты покупают уже более продвинутые «пользователи». Их используют для полетов FPV, т. е. от первого лица. Они оборудуются видео транслирующим оборудованием и способны развивать достаточно большую скорость.

И, так как эти игрушки уже для более продвинутых пользователей, то и цельными комплектами продаются редко. Сам пилот уже подбирает комплектацию под себя, выбирая то или иное оборудование, пульт управления и т. д. В качестве примера кастомный набор готовый к полету FPV c250 (*), хотя минимальная комплектация кастома без FPV и управления стоит не так уж дорого для такого хобби, например ZMR 250 (*). Но есть и готовые предложения от производителя Walkera – это Walkera runner 250 (*).

Все что необходимо будет докупить – это либо монитор либо очки для приема картинки с квадрика. Скажу по собственному опыту – данный вид квадриков особенно интересен в плане развлечения. Они сравнительно устойчивы к падениям и неприхотливы в ремонте. Ну и ограничение дальности полета зависит лишь от вашей аппаратуры управления.

350 класс

Перейдем к более «тяжелому классу» – это 350 класс, и откроет его пожалуй

Данный коптер уже оснащен камерой и способен транслировать видео прямо на ваш смартфон. Однако дальность действия управления также ограничена 50 м. Также ждать качества от стандартной камеры не стоит. Кроме того, камера на этом квадрике крепиться на жесткий кронштейн, поэтому стабилизации ждать не приходиться.

На данный момент это самое дорогое, но в то же время и самое качественное предложение для видеосъемки. Исходя из этого вы сами можете понять по цене на квадрокоптер «насколько он хорош». В качестве среднего примера можно рассмотреть Walkera X350 Pro (*).

Сам квадрокоптер неплохой, но камера у него ужасная. Слишком большой «рыбий глаз» портит всю картинку. Она хорошо снимает ровные горизонтальные планы, но если вы захотите опустить камеру вниз – то горизонт и все объекты свернуться в трубочку.

550-700 класс

Сюда смело можно отнести

Квадрокоптер, за стоимость которого можно купить машину. Конечно, качество картинки, стабильность и все дела… Но стоимость явно завышена. Что еще можно отнести в данный класс из готовых вариантов я так и не вспомнил. А из разряда «собери сам» я бы отнес сюда раму f550 (*) оригинал или клон DJI.

Классы от 550 до 700 вполне способны носить на борту небольшие зеркальные фотокамеры типа Sony nex 5n и аналогов с подвесами для стабилизации. Но тут в основном идут варианты «собери сам». За основу же например можно взять рамы Tarot 680 и «подобрать силовую по вкусу».

Все что больше 800 размера – это коптеры под тяжелые зеркальные фотоаппараты.Например, DJI S900 или S1000 (*).

Летая на рамах более 650 размера стоит уделить внимание не только ее жесткости и надежности, но также и ее компактности. С этой целью различные производители выпускают складные рамы, причем складываться они могут либо в горизонтальном положении, как tarot t680 (*), либо в вертикальном, как tarot x6 (*), когда лучи опускаются вниз.

Вот основные классы коптеров на сегодняшний день. Говорить о ценах на каждый из них думаю нет смысла, т. к. все зависит от начинки и бренда. Так можно купить квадрокоптер за 200 тыс. рублей, а можно собрать гексакоптера под зеркальный фотоаппарат за 150 тыс. рублей.

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.

Двигатель и пропеллеры | квадрокоптеры

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.

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.

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.

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 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.

Константа скорости (kv)

Константа скорости или постоянная скорость (KV) это очень важный параметр при выборе бесколлекторного мотора для квадрокоптера. Она обозначает теоретическое увеличение оборотов вала мотора без нагрузки при увеличение напряжения на 1 Вольт. Например, если запитать мотор 2300 KV батареей 3S на 12,6В, то вал буде крутиться со скоростью 28980 оборотов в минуту (2300 х 12,6), без лопастей. Но это приблизительная величина и она всегда указана на маркировке мотора.

При установке лопастей на мотор, скорость его вращения, конечно же сократиться, из-за сопротивления воздуха. Чем выше KV, тем быстрее этот электромотор может раскручивать лопасть, но вот низкий KV означает, что у мотора большая тяга. Так что обычно большие лопасти мы ставим на моторы с низким KV, а короткие на большие KV.

Если вы попытаетесь установить на электромотор с высоким KV большие лопасти, то мотор будет пытаться раскрутить их как можно быстрее, будет сжирать много энергии, генерирую при этом излишнее количество тепла. В итоге мотор можно легко спалить.

Магниты в бесколлекторных моторах

Магниты различаются по силе магнитного поля, например: N52, N54 и т.д. Чем больше число, тем сильнее магнит.

Более сильные магниты теоретически дадут больший крутящий момент и высокую эффективность.

При повороте мотора руками вы почувствуете «щелчки» или «шаги», чем отчетливее они ощущаются, тем хуже, т.к. это показывает силу магнитного поля и то, на сколько она слабая между магнитами, т.к. поле очень неравномерно. Если «щелчки» более слабые, то мотор будет вращаться плавнее.

При определенной температуре магниты ослабевают, N52H нужны чтобы справиться с высокой температурой. Буква H в конце, означает высокую рабочую температуру. Говорят, что N52SH в этом плане ещё лучше, но в настоящее время не известно на сколько N52SH лучше N52H и N52.

Есть вероятность, что при аварии или от вибрации магниты вообще оторвутся. Их можно приклеить обратно клеем Loctit 438.

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.

Меленький класс

Переходим к следующему квадрику –старшему брату для нашего DHD D1 –

Да, в ладонь такой квадрик поместиться лишь в одном экземпляре. С его помощью уже можно ощутить «хоть какой-то вес». Как можно заметить, на данной игрушке уже установлены защитные ограничители для лопастей, а это значит, что повреждений от такого квадрика ( а точнее, от его винтов) ждать практически не придется. Дальность действия всего 30 метров, но для дома этого вполне хватит.

Ну и завершу свой «мелкий класс» квадриком Syma x13 (*).

Еще немного больше в размере, и стабильнее в полете. Размер такого квадрика около 170 мм и в моем списке он занимает «последнее оптимальное» место для домашних коптеров.

Моторы для drone racing формата 2204

Формат 2204 устанавливается на рамы квадрокоптеров 200-300 размера и предназначены для использования с пропеллерами 5-6 дюймов.

Eachine Racer 250 Drone Spare Part BG2204 2300KV Brushless Motor CW/CCW — в продаже моторы прямого и обратного вращения (выбирается при заказе).Эти моторы устанавливаются на квадрокоптер Eachine Racer 250, поставляются без гайки.

Основной «вкусностью» этих моторов является то, что они предназначены для работы как с 3S так и с 4S аккумуляторами.

• Купить BG2204 2300KV Brushless Motor CW/CCW можно .

Ориентирован на работу с 2-3S аккумуляторами. в таблице ниже приведены базовые характеристики мотора.

• Купить мотор KingKong 2204 2300KV можно .

Интересная концепция — в корпус мотора встроен регулятор оборотов. С этими моторами не придется тратиться на дополнительные регуляторы.Вы можете выбрать 1900, 2000 или 2300 оборотов на вольт, для Drone Racing — выбирайте последнее значение.

• Купить ZTW Black Widow 2204 можно .

1806 — этот формат подходит для рам 150-200 размера. Некоторые ставят и на 250 рамы, но тут уже может быть недостаток тяги, хотя это зависит от полетного веса квадрокоптера.

Пропеллеры для 1806 обычно ставятся 4-5 дюймов. Часто для увеличения тяги используются 3-х лопастные пропеллеры.

DYS BE1806 2300KV — это небольшой мотор ставший стандартом для оборудования сборных рам или самодельных квадрокоптеров Drone Racing.

• Купить DYS BE1806 2300KV можно .
• Набор из 4-х моторов регуляторы продается .

Отличительной чертой продуктов Eachine является качество исполнения. BG1806 2300KV не является исключением, эти моторы характеризуют низкие вибрации во время эксплуатации. Вам не придется дополнительно балансировать моторы!

• Купить Eachine BG1806 2300KV можно .

Поддерживает 3S и 4S аккумуляторы. В полях не встречал, но на зарубежных форумах отзывы весьма положительные.

• Купить KingKong 1806V2 2280 можно .

Эти моторы шли в комплектах для сборки QAV250. Так сказать нонейм моторы. Отрицательных отзывов (если покупать по ссылке, а не на алиэкспрессе) не нашел.

• Купить двигатель для квадрокоптера 1806 2400KV можно .

Моторы прямого и обратного вращения (cw и ccw)

Иногда можно встретить маркировку «CW» и «CCW«, что расшифровывается как “ClockWise” (по часовой стрелке) и “Counter-ClockWise” (против часовой стрелки).

Направление вращения важно для коллекторных моторов, т.к. щетки очень быстро стираются при вращении в обратную сторону, у бесколлекторных моторов такой проблемы нет.

CW и CCW бесколлекторные моторы это как правило полностью одинаковые моторы, единственное их отличие — направление резьбы на валу (англ).

Моторы на квадрокоптере вращаются в разных направлениях, важно то, что при их вращении все 4 гайки удерживающие винты сами затягиваются.

Как проверить, что вы поставили мотор с нужной резьбой? Просто держитесь за гайку на валу, и начните вращать мотор в том направлении, в котором он должен вращаться на коптере. Если гайка затягивается, тогда вы правильно выбрали направление резьбы 🙂

Лично я предпочитаю использовать одинаковую резьбу на всех моторах, так что никогда не запутаюсь с гайками. Когда придется искать дополнительные гайки в магазинах, вы поймете, как сложно найти гайки с левой резьбой.

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.).

Первое — стоит определится с размерами рамы и аккумулятором. Решить — будете ли вы использовать 4S для полетов.

Если вы решили, что вам нужен скоростной коптер, то берите Eachine BG2204 2300KV, Emax RS2205-2300 или DYS SE2205 2300KV, последние два дают еще и повышенную мощность.

Для малых рам и 4S аккумуляторов — KingKong 1806V2 2280.

Если скорость не актуальна и будет использоваться только 3S, то рекомендую брать Eachine для обоих случаев, качество моторов мне нравится.

Константин, Обзор квадрокоптеров.

Итак, теперь вы знаете основы работы и из чего он состоит, теперь узнаем, как выбрать мотор для дрона.

Первое, что вы должны выбрать, это размер двигателя, который вы будете использовать. К счастью, большинство производителей в нашем хобби установили стандартную схему именования своих двигателей. Обычно это 4-значное число, которое выглядит примерно как «2205». Первые две цифры этого числа — это диаметр (в мм) статора, а второй — это высота (также в мм).

Вот общие размеры двигателей для квадрокоптеров:

• 1806 – используются в минидронах, на них ставятся 3-х или 4-х дюймовые пропеллеры.
• 2204 – Одни из самых популярных двигателей в течение долгого времени. На них ставят 5-и дюймовые пропеллеры. 2204 начали терять популярность в 2023 году и сейчас почти не используются.
• 2205 – самые популярные моторы, на них можно ставить 5-и дюймовые трехлопастные пропеллеры.
• 2206 – набирающая популярность модель двигателей, имеет немного большие габариты за счет увеличения мощности на 15% в сравнении с 2205.
• 2207 / 2407 – Еще более мощные двигатели, гонка мощностей я бы сказал. По характеристикам, они могут выдавать тягу на 50% больше, чем 2205. Используются редко и еще не популярны.

Одножильные и многожильные обмотки

Одножильная обмотка делается толстым проводом и способна хорошо рассеивать тепло, больше подходит для моторов с большим напряжением питания, типа 5S или 6S. Но, из-за значительных пустот между толстыми витками, плотность обмотки довольно низкая.

Для замены одного толстого провода, в многожильной намотке обычно используют по три более тонких. Т.к. провода тоньше, то теплоотвод хуже, и физически их легче повредить.

Обычно у моторов с многожильной намоткой характеристики лучше, чем с одножильной, это связано с тем, что такая намотка получается плотнее, что дает более сильное магнитное поле (т.е. получается более мощный и эффективный мотор).

Замечу, что ещё очень важна аккуратность намотки, не только в эстетическом плане, но и в электромагнитном. Если провод уложен как попало, есть куча пересечений, тогда провода не будут перпендикулярны статору и магнитное поле будет менее эффективным.

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.

Особенности моторов для квадрокоптеров

Очень много параметров влияют на характеристики мотора, они могут быть очень сложными и противоречивыми. Например, моторы с одинаковым размером статора и KV, могут давать совершенно разную тягу, потреблять разный ток и по-разному реагировать на стики, всё это даже при использовании одинаковых пропеллеров. Отличия в дизайне, материалах, это тоже важно.

Ниже я покажу вам разные конструктивные особенности, которые влияют на основные характеристики моторов.

Конструкция вала постоянно меняется. Раньше это был алюминиевый пруток, затем производители стали делать вал полым, а вместо алюминия стал использоваться титан. Вес примерно такой же, но вал получился жёстче и прочнее. Однако, сверление отверстия строго по центру титанового вала заметно увеличило стоимость производства.

В последнее время всё чаще используется другой вариант: стальной штырь внутри трубки.

Открытый или закрытый низ мотора?

Нижняя часть мотора (основание) может быть сделана в «традиционном», закрытом стиле или в более новом, открытом. У обоих вариантов есть и плюсы, и минусы.

Открытый низ мотора

Закрытый низ мотора

У моторов с закрытым низом более прочное основание, однако если низ открытый, то и вес меньше, разница около 2 грамм.

В мотор с закрытым низом реже попадает грязь, но открытые моторы легче чистить.

Если низ открытый, то хорошо видны крепежные винты, поэтому шанс закоротить обмотки ниже (чаще всего коротят обмотки новички, если у моторов закрытый низ).

В мотор с открытым низом легко попадает грязь, но такие моторы легче чистить

Однако, закрытый низ лучше защищает обмотки от повреждения.

Размер мотора

Размер электромотора для радиоуправляемой техники обозначается четырьмя символами — AABB. AA — это ширина статора, BB — высота статора или его диаметр. Обозначать принято в миллиметрах (мм). Тут есть небольшая закономерность: чем выше статор, тем больше мотор выдает мощности на больших оборотах, а чем он шире, тем больше тяги на низких оборотах.

Размер лопастей, которые подойдут для того или иного электромотора определяется размером вала. К примеру, моторы для лопастей с размером от 10 до 15 см имеют вал М5. В современных моторах вал объединен с кожухом мотора (как на картинке).

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). И вот тут как раз вступает значение KV.

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

Размер рамы и вес

Общий вес коптера — это вес всех комплектующих, которые планируется поставить на модель: рама, полётные контроллер (ПК), плата распределения питания (PDB), приёмник, видеопередатчик, антенна, моторы, пропеллеры, регуляторы скорости, LiPo аккумулятор, дополнительная нагрузка типа GoPro и т.д.

Скорее всего вы не получите точный вес, лучше его переоценить и иметь запас по мощности, чем недооценить и получить нелетающий коптер. Не забудьте добавить 10-20 грамм для учета веса проводов, пищалки, нейлоновых стяжек и т.д.

Зная размер рамы, мы получаем максимально допустимый диаметр пропеллеров. Как только вы узнаете вес коптера, то сможете оценить необходимую тягу, и комбинацию мотор-проп (винтомоторная группа).

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.

Уровень вибраций и качество балансировки

Вибрации моторов могут вызвать кучу разных нежелательных побочных эффектов, и скажутся на летных характеристиках коптера.

Если мотор плохо отбалансирован, тогда вибрации могут влиять на PID-контроллер. Такой коптер будет довольно сложно настроить, т.к. частота вибраций зависит от газа.

Плохо отбалансированный мотор генерирует гораздо больше электрического шума, по сравнению с плавно вращающимся. Такие помехи тоже влияют на гироскопы, что снижает возможности коптера ещё больше, а также создают шумы на видео (если FPV оборудование питается от того же аккумулятора, что и моторы, а так бывает в 99% случаев, прим. перев).

Многие пилоты используют демпферы и антивибрационное крепление моторов и полётного контроллера, это позволяет снизить уровень вибраций и дает неплохие результаты.

Помните, что поврежденный, погнутый или несбалансированный пропеллер также создает нежелательные вибрации.

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.

Эффективность и потребляемый ток

Эффективность мотора обычно вычисляется делением тяги (при 100% газе) на потребляемую мощность и измеряется в граммах на ватт (г/Вт). Чем больше число, тем эффективнее мотор.

При выборе мотора нужно смотреть на его эффективность во всем диапазоне мощностей, не только на максимуме. Некоторые моторы лучше всего работают при небольшом газе, и могут терять эффективность при его увеличении.

Ещё один способ оценки эффективности — «грамм на ампер» (тяга/ток).

Обычно, чем больше тяга, тем больше потребляемый ток, поэтому нужно отдавать предпочтение моторам с макс. тягой при минимальном токе. Неэффективные моторы либо дают небольшую тягу, либо потребляют очень много.

Эффективность зависит и от винтов, главное найти компромисс между тягой и эффективностью.