Топ 5 лучших моторов для мини коптеров

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.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdev

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.

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

Размер рамы ={amp}gt; Размер лопастей ={amp}gt; 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). И вот тут как раз вступает значение KV. Вы должны быть уверены, что у мотора будет достаточно тяги, чтобы крутить лопасть, а способность крутить лопасть зависит от размера статора. Короче, больше статор, больше KV, больше потребление тока.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Топовые моторы прошлого

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

RCX RS2206 v3

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafety

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

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

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.

Полый вал

Это позволяет использовать более прочные и тяжелые металлы или наоборот понижает вес мотора.

Типы магнитов

Магниты, которые устанавливаются в бесколлекторные электромоторы обозначаются как N52, N54 и т.д. Чем выше число, тем больше сила магнитного поля и тем больше тяга и лучше отзывчивость мотора.

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).

Воздушный зазор

Это расстояние между постоянными магнитами и статором. Магнитное поле уменьшается нелинейно с расстоянием и сократив его можно заметно увеличить мощность мотора. Но меньший зазор дает не только больше мощности и энергоэффективности, но и улучшает тягу и отзывчивость.

Электромоторы с дугообразными магнитами лучше, их можно расположить ближе к статору и они сплошные, без пропусков.

Обмотка в моторе определяет его мощность и потребление тока. Меньше обмотка = меньше сопротивление = больше тока может пройти = больше частота оборотов. Вот почему моторы с большим значением KV имеют обмотку в статоре меньше.

Но у этого есть и обратная сторона. При меньшей обмотке у нас будет меньше сила магнитного поля и от сюда меньше тяги. И еще, чем больше проходит тока через обмотку, тем больше она нагревается и тем меньше общая эффективность.

Чтобы найти компромисс производители пошли путем увеличения обмотки за счет использования толстой медной проволоки. Это уменьшит сопротивление в обмотке, увеличит мощность без ущерба в скорости и тяге. А чем больше сечение проволоки, тем больше может пройти тока без чрезмерного нагрева.

Но вот чем толще проволока и больше обмотка, тем тяжелее сам мотор. Кроме того, обмотка занимает в корпусе мотора уже много места. И вот поэтому мощные моторы должны быть большими.

Для крепление колокола мотора на месте используется несколько типов фиксаторов: C-clip, E-clip и болт. У каждого типа есть свои плюсы и минусы и точно сказать какой из них лучший я затрудняюсь.

Вообще, крепление на болту более удобно для последующего обслуживания мотора, колокол гораздо легче снять и потом снова одеть. Но тут есть риск перетянуть болт и заклинить его в валу, что может привести к затруднению при вращении. Бывали случаи когда болт самораскручивался и колокол улетал. Но и C-clip тоже страдает от подобных проблем самопроизвольного расцепления.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpress

Классический корпус электромотора предполагает полностью закрытую конструкцию. Но сейчас замечена тенденция на открытый низ. И тут и там есть свои положительные и отрицательные моменты.

Закрытый (слева) и открытый (справа) низ электромотора

Конструкция с закрытым низом предполагает большую прочность, а вот открытый низ — меньше веса, легкость. Открытый мотор легче чистить от грязи, в отличии от закрытого, в котором грязь может набиваться со временем, мешая ему работать.

С открытым мотором лучше видно как сильно затягивать болты при его креплении на раму. А то бывали случаи когда их перетягивали или болты были слишком длинными и ими повреждали обмотку.

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

Размер двигателя

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).

https://www.youtube.com/watch?v=upload

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 2015 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.