Drone Digest
Новости, сенсации, слухи и обзоры — всё о дронах!
Что значит KV? Характеристики и маркировка бесщеточных двигателей
Возможно, вы встречали маркировку бесщеточных (бесколлекторных) двигателей в описаниях квадрокоптеров или вы хотели бы подобрать двигатель для дрона собственной сборки. И если вы когда-нибудь задумывались, что обозначает эта маркировка, нанесенная на двигатель, то эта статья объяснит вам как ее расшифровать, и поможет вам при оценке параметров дронов или моторов к ним.
Расшифровка маркировки стандартного бесщеточного мотора для дрона
Номера на двигателе: x2204S-16 и KV: 2300, некоторые детали маркировки зависят от производителя, но международно-признанными элементами маркировки являются 4-значный код размеров двигателя и параметр KV.
- 2204: представляет размеры корпуса двигателя и разбивается на 2 части; первые два числа – диаметр корпуса двигателя; последние 2 числа — высота. Этот код может быть в середине других букв и номеров моделей моторов, но его легко выделить, как отдельное 4-значное число.
- С двигателем SunnySky мы получаем:
- 22 мм – диаметр корпуса двигателя,
- 4 мм – высота корпуса двигателя.
- С двигателем SunnySky мы получаем:
- KV2300 означает, что двигатель будет вращаться 2300 об/мин на вольт, приложенный к двигателю.
Что еще нужно знать о двигателе для дрона?
Одной из важных вещей, отсутствующих в стандартном коде, является диаметр вала. Этот параметр должен быть обязательно приведен на странице характеристик продукта или в спецификации. Знание параметра потребуется для подбора правильного размера пропеллера и соединения.
Вам нужен бесщеточный мотор?
Существует огромное количество продавцов онлайн, и интернет-магазин Banggood также специализируется на запчастях к дронам, поэтому, если вы ищете выгодную цену, обязательно ознакомьтесь с предложениями по бесщеточным двигателям на Banggood.
Оставайтесь на связи!
Если Вы хотите быть в курсе всех последних новостей, обзоров, сенсаций и слухов о дронах, подпишитесь на нашу группу ВКонтакте или подпишитесь на нашу новостную рассылку по e-mail.
Что такое KV у мотора?
Как известно, любой электрический мотор может работать как генератор, то есть способен не только преобразовывать электрическую энергию в кинетическую, но и наоборот, если крутить ротор мотора, то на клеммах будет напряжение.
Причем, когда мотор работает от аккумулятора, он все равно остается одновременно и генератором, генерируя напряжение обратное по полярности (обратная ЭДС), то есть всячески противодействует 🙂
Но, поскольку эффективность мотора как генератора достаточно низкая, то генерируемое обратное напряжение значительно ниже, чем подаваемое от аккумулятора.Именно за счет использования обратной ЭДС работает рекуперативное торможение — мотор, находящийся в режиме генератора используется для зарядки аккумулятора. Ну или можно просто нагрузить мотор на балластную нагрузку, рассеивая энергию в тепло. Можете провести эксперимент — замкните три провода от мотора друг с другом и попробуйте покрутить ротор — сразу почувствуете, что такое реостатное торможение 🙂
Так вот, параметр kV показывает на каких оборотах мотор будет генерировать обратную ЭДС 1В. То есть, мотор 2600kV будет генерировать обратное напряжение 1В на скорости 2600 об./мин.
Если мотор раскручивать до более высоких оборотов, то в определенный момент генерируемое обратное напряжение сравняется с напряжением аккумулятора и мотор перестанет набирать обороты. Таким образом параметр kV в первую очередь характеризует максимальные обороты, на которых способен работать мотор.
Параметр kV зависит от эффективности работы мотора в режиме генератора — чем эффективнее мотор генерирует обратную ЭДС, тем меньше значение kV.
Но эффективность мотора в режиме генератора, и его эффективность в режиме, собственно, мотора неразрывно связаны. Мотор с высоким крутящим моментом будет одновременно и более эффективным генератором.Именно поэтому есть обратная зависимость между значением kV и крутящим моментом мотора — моторы с низким kV более тяговитые.
В рамках одной модельной линейки моторы с разным kV отличаются количеством витков обмотки — чем меньше витков, тем больше kV.
Как следствие, намотать обмотку с меньшим количеством витков можно более толстым проводом, что снизит активное сопротивление обмотки и позволит мотору выдерживать большие токи.
Как выбрать бесколлекторный мотор для квадрокоптера
Наши квадрокоптеры летают на бесколлеторных моторах постоянного тока, это специальные типы двигателей, у которых нет основных компонентов с повышенным износом.
Все бесколлекторные (безщеточные) двигатели состоят из 4 компонентов:
Статор. Статор это обмотка двигателя, состоящая из 3 фаз длинных тонких проводков, которые обматываются вокруг сердечника. Провода покрыты эмалью, чтобы предотвратить короткое замыкание при обмотке и работе. Если вы хорошо учили физику, то знаете, что ток, протекающий по проводу, создает магнитное поле. Когда провод обмотан вокруг чего-то, то магнитное поле увеличивается. Чем больше ток, тем больше сила магнитного поля и больше крутящий момент от вашего двигателя. Однако, большие токи сильно нагревают обмотку, особенно вот такие тонкие провода и защитная эмаль может оплавиться при сильном нагреве, тогда произойдет короткое замыкание и двигатель станет нерабочим.
Неодимовые магниты. Эти магниты из редкоземельных металлов генерируют фиксированное магнитное поле, они маленькие, но создают очень сильное магнитное поле. Они приклеены эпоксидной смолой или цианокрилатом к корпусу мотора.
Корпус двигателя защищает магниты и обмотку. Обычно он изготовлен из легкого металла, такого как алюминий. Более продвинутые двигатели имеют корпусы, которые сделаны как вентиляторы, т.е. при вращении нагоняют воздух на обмотку сердечника, чтобы охлаждать ее.
Вал мотора жестко прикреплен к верхней части. Это рабочий компонент мотора, который передает крутящий момент на пропеллеры.
Итак, как работает бесколлекторный мотор?
Слишком далеко заходить и углубляться не буду, просто основы — магниты и обмотка создают движущую силу благодаря взаимодействию и созданию магнитного поля между ними. Это происходит благодаря подаче постоянного тока на определенную обмотку (у нас 3 фазы, т.е. 3 отдельных провода на обмотке), ток подается и прекращает подаваться на определенные обмотки в короткий промежуток времени, тысячные доли секунды, заставляя крутиться верхнюю часть с магнитами. Этим процессом полностью управляет ESC-регуляторы, это мозг моторов, он решает, когда подавать ток, а когда нет и с какой частотой.
Как выбрать двигатель для квадрокоптера
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). В общем, чем больше из этих чисел, тем больше мощности двигатель может обрабатывать и чем больше крутящего момента он будет генерировать. Однако нюанс заключается в том, что большие цифры означают более тяжелый двигатель — в основном благодаря тому, что он просто «больше».
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.
RPM константа (kV)
Все моторые имеют рейтинг Kv. Этот рейтинг показывает то, насколько быстро будут крутиться ваши пропеллеры. Максимальное количество оборотов в минуту, которое сможет выдать ваш мотор, можно узнать, если умножить kV на напряжение аккумулятора. Так, если у вас двигатель 2300kV и батарея lipo 4s, то будет такая формула, так как у 4s lipo напряжение 14.8 вольт:
Но не стоит брать эту цифру как фактическое значение, которое будет развивать мотор, лучше использовать эту цифру как справочное число для ориентира — на что будет способен квадрокоптер на этих двигателях. Общая информация, какие пропеллеры нужно ставить на двигатели 2204 и 2205:
- 4-х дюймовые пропеллеры для двигателя 2600kV или с большим kV.
- 5-х дюймовые пропеллеры для двигателя 2300-2600kV моторы.
- 6-х дюймовые пропеллеры для двигателя 2300kV или с более меньшим kV.
Обратите внимание, что это не жесткие правила, а лишь рекомендации, но если вы будете придерживаться их, то ваш дрон будет летать с наилучшими характеристиками.
Вес
Единственное, что нужно помнить про вес, это то, что каждый сэкономленный грамм нужно умножать на 4 (или больше, смотря какой дрон будете собирать). Тяжелые моторы обычно довольно мощные и компенсируют свой вес тягой.Цена
Цена одно из важных значений, чем выше цена, тем качественнее компоненты и сборка, а значит и результаты по скоростям и маневренности. В среднем цены от 600 до 2 000 рублей.Вал
Вал должен быть достаточно длинным, но не менее 13 мм в длину и 5мм в диаметре. 5мм это самый распростроненный диаметр у пропеллеров, в противном случае вам придется рассверливать или покупать новые проппы, так как они или не налезут или будут маленькие. А насчет длины — нужно не забывать, что пропеллеры закрепляются контргайками, а она должна полностью пройти вал по резьбе.Как выбрать мотор для квадрокоптера
06.10.2022
Выбор двигателя для вашего квадрокоптера – ответственное и непростое занятие, потому что от него в большинстве случаев зависит качество полета дрона (и полетит ли он вообще). При своих расчётах, главное, что мы должны учитывать это вес, как беспилотника, так и самого мотора. Здесь мы расскажем, на какие параметры нужно обратить внимание в первую очередь при покупке двигателя.
Виды моторов
Начнем с того, что моторы для коптеров делятся на два типа: коллекторные (щеточные) и бесколлекторные (бесщеточные). Первый тип подходит для небольших и маломощных квадрокоптеров для начинающих. Это будет хорошим решением для квадрокоптеров моделей Tiny Whoop, например. Коллекторный двигатель состоит из корпуса с магнитами внутри. Щетки подают электричество на обмотку и приводят в движение ротор. Гораздо интереснее бесколлекторные двигатели. Он чаще используются в профессиональных аппаратах, надежнее, быстрее, но и дороже. Бесщеточный мотор состоит из магнитов, редкоземельных металлов, корпуса двигателя, вала мотора и, конечно, статора – тонких эмалированных или лакированных проводков, которые обмотаны вокруг двигателя (это позволяет увеличить магнитное поле. Чем больше ток, тем больше крутящий момент). В бесколлекторных моторах постоянный ток подается на обмотку, заставляя крутиться верхнюю часть с магнитами. Взаимодействие магнитов и обмотки создают магнитное поле. Всем процессом управляет ESC-регуляторы.
Выбираем мотор
Определяем тип дрона
Для начала решите, для каких целей вы собираете квадрокоптер: для гонок или съемок. От этого напрямую будет зависеть размер рамы и пропеллеры. Гоночный дрон подразумевает небольшую усиленную раму, а квадрокоптер для съемки – более тяжелый и большой корпус. Как только вы определитесь с размером рамы, вы сможете рассчитать допустимый размер пропеллеров, а далее уже рассчитаете необходимую тягу.
Считаем тягу
Правило простое: тяга должна быть как минимум в два раз больше финального веса коптера (со всеми его компонентами). В противном случае, устройство не будет слушаться пилота, им будет тяжело управлять. Конечно, чем больше тяга, тем интереснее. Например, мини коптеры для гонок могут иметь соотношение 13:1. Для аэрофотосъемки оптимальным считается соотношение 4:1.
Размер двигателя
Размер бесколлекторного мотора обозначается с помощью 4х цифр, где первые две – это диаметр статора, вторые – его высота в миллиметрах. Размер диаметра влияет на крутящий момент при низких оборотах (чем он больше, тем выше момент), а от высоты зависит мощность на больших оборотах (чем выше, тем больше). При помощи диаметра вала определите совместимость с пропеллерами.
Количество оборотов в минуту (KV)
Важный показатель бесколлекторных моторов, который демонстрирует увеличение оборотов двигатели при увеличении напряжения на 1 вольт. Моторы с высоким KV раскрутят пропеллеры быстрее, но будут потреблять больше тока, что в свою очередь приведет к перегреву. Поэтому большие пропеллеры – моторам с маленьким KV, а маленькие – к большим.
Крутящий момент
Этот показатель определяется размерами статора, материалами и самой конструкцией. Чем больше двигатель, тем больше крутящий момент. Но при этом, чем больше KV, тем крутящий момент меньше. Не запутайтесь.
Итак, при выборе мотора мы учитываем общий вес конструкции, вес и размеры самого мотора, его крутящий момент и количество оборотов в минуту. Все эти параметры напрямую влияют на летные характеристики коптера, а правильно подобранный мотор обеспечит надежный и долгий полет. Мы рекомендуем обратиться в нашим консультантам, чтобы правильно подобрать двигатель для вашего коптера.
Топ-5 моторов
А мы традиционно собрали для вас топ-5 бюджетных моделей моторов.
Foxeer Datura 1404 FPV Motor
Модель для гоночных коптеров Foxeer Datura 1404 FPV Motor с высоким статором (14 миллиметров) и количеством оборотов 3850 KV. Масса двигателя всего 9 грамм.
F1203
Мотор для крошечных коптеров F1203, размерами 2-3 дюйма. Диаметр вала 2 миллиметра, а количество оборотов в минуту составляет 7000.
P2306 V3.0
Бесколлекторный мотор P2306 V3.0 с дроссельной заслонкой для дальних полетов.
Foxeer Datura 2207.5 FPV Motor 1960 kv
Противоударный алюминиевый мотор Foxeer Datura 2207.5 FPV Motor 1960 kv для маловесных гоночных коптеров. Количество оборотов в минуту составляет 1960.
Foxeer Datura 2306.5 FPV Motor
Бюджетная модель Foxeer Datura 2306.5 FPV Motor – полноценный мотор весом 32 грамма выдерживает высокие температуры. Для него характерны широкий статор (23 миллиметра) и высокие значения количества оборотов в минуту – 1850.
- С двигателем SunnySky мы получаем: