Моторы для квадрокоптера или гоночного дрона

Квадрокоптеры

В этом руководстве вы найдете основную информацию о типах двигателей коптеров, их конструкции и обо всем, что влияет на летные характеристики и эффективность. Это поможет вам выбрать лучшие двигатели для вашего следующего коптера.

Содержание
  1. Ищите моторы? С чего начать?
  2. Размер рамы и вес
  3. Соотношение тяги и веса коптера
  4. Размеры моторов
  5. Высокий или широкий статор?
  6. KV
  7. Крутящий момент
  8. Схема крепления
  9. N и P в «формуле» мотора (полюса и магниты)
  10. Обмотка
  11. Одножильные и многожильные обмотки
  12. Подшипники
  13. Какого размера нужен мотор?
  14. Напряжение и потребляемый ток
  15. Основные факторы влияющие на летные характеристики
  16. Тяга
  17. Вес мотора
  18. Эффективность и потребляемый ток
  19. Прочие факторы влияющие на летные характеристики
  20. Крутящий момент
  21. Время реакции
  22. Температура
  23. Уровень вибраций и качество балансировки
  24. Особенности моторов для квадрокоптеров
  25. Вал
  26. Магниты в бесколлекторных моторах
  27. Толщина пластин статора (lamination)
  28. Воздушный зазор (air gap)
  29. Форма магнитов — изогнутые магниты
  30. Стопорное кольца / стопорный винт
  31. Открытый или закрытый низ мотора?
  32. Форма кольца для фиксации магнитов
  33. «PoPo» — способ крепления пропеллеров
  34. Прочие фишки
  35. Моторы прямого и обратного вращения (CW и CCW)
  36. Балансировка моторов
  37. Рекомендации по выбору

Ищите моторы? С чего начать?

Независимо от того, какого размера у вас коптер, перед выбором двигателей необходимо определиться с рамой и узнать примерный вес коптера. Однако, если вы планируете строить коптер 5″, то можете пропустить раздел «Размер двигателя».

Если вы новичок, я рекомендую начать со статьи о том, что такое FPV-гонки.

Существует два типа двигателей: коллекторные и бескоммутаторные. Как правило, коммутаторные двигатели используются в больших моделях, а коллекторные — только в очень маленьких. Позже я опубликую статью с более подробным описанием их различий.

Размер рамы и вес

Общий вес коптера — это вес всех компонентов, которые вы планируете установить на модель: рама, полетный контроллер (PC), плата распределения питания (PDB), приемник, видеопередатчик, антенна, двигатели, пропеллеры, регуляторы скорости, LiPo аккумулятор, дополнительный груз, например, GoPro, и т.д.

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

Зная размер рамы, вы сможете определить максимально допустимый диаметр пропеллера. Когда мы знаем вес коптера, мы можем оценить необходимую тягу и комбинацию двигатель-пропеллер (винтомоторная группа).

Дополнительная информация: Как выбрать пропеллер для коптера.

Соотношение тяги и веса коптера

Общее эмпирическое правило гласит, что максимальная тяга должна как минимум в 2 раза превышать вес коптера. Помните, что это минимум, необходимый для того, чтобы можно было легко управлять коптером во время зависания. Если тяга слишком мала, коптер будет плохо летать, и взлет может быть довольно трудным.

Если ваш коптер весит, например, 1 кг, то все двигатели должны иметь тягу не менее 2 кг при 100% дросселе (500 г на двигатель). Конечно, хорошо, если тяга будет еще выше…..

Чтобы летать быстро, гоночные коптеры имеют гораздо более высокое отношение тяги к весу. Нет ничего необычного в том, что у чьего-то мини-коптера это соотношение составляет 10:1 или даже 13:1. В целом, для высшего пилотажа я рекомендую иметь соотношение не менее 5:1.

Чем выше это число, тем лучше управление и ускорение коптера. Однако если он слишком высок, то коптером становится трудно управлять. Легкого движения ручки газа достаточно, чтобы «запустить коптер на орбиту, как ракету». Конечно, все очень сильно зависит от мастерства пилота.

Даже если вы планируете заниматься только замедленной аэрофотосъемкой, рассчитывайте на 3:1 или 4:1. Это не только обеспечит вам надежное управление, но и позволит в будущем увеличить полезную нагрузку. Например, более тяжелая камера или дополнительные батареи для более длительных полетов. Если вы хотите участвовать в гонках, нет никаких ограничений по передаточному числу — выбирайте столько, сколько вам удобно контролировать!

Размеры моторов

Размер двигателя без коммутатора обычно представлен 4 цифрами: AABB, где AA — ширина/диаметр статора, а BB — высота статора, оба в миллиметрах.

Что представляет собой статор двигателя без коммутатора? Статор является неподвижной частью двигателя и имеет полюса, на которые наматывается медный провод (обмотка). «Полюса» (по сути, сердечник) сделаны из тонких металлических пластин, сложенных вместе, с тонким слоем диэлектрика между ними.

  • Чем «выше» статор, тем больше мощность на высоких оборотах
  • Чем «шире» статор, тем больше крутящий момент на низких оборотах.

Увеличение диаметра и высоты двигателя требует увеличения как обмоток (электромагнитов), так и постоянных магнитов. Разница в том, что с увеличением высоты статора размер постоянных магнитов увеличивается больше, чем катушек; а с увеличением диаметра статора обмотки увеличиваются больше, чем магниты.

Моторы для квадрокоптера или гоночного дрона

Размер пропеллеров, совместимых с двигателем, определяется диаметром вала. Валы двигателей для пропеллеров 3″, 4″, 5″ и 6″ имеют резьбу M5 (т.е. диаметр 5 мм). В современных двигателях вал встроен в сам колокол, в более ранних двигателях необходимо было использовать адаптер.

В коптерах 5″ наиболее часто используются двигатели 2204, 2205, 2206, 2207, 2305, 2306, 2307, 2407.

Высокий или широкий статор?

Более высокий статор имеет большую «площадь поверхности» (обращенную к магнитам), и поэтому через него проходит «больше» магнитных полей. Большая площадь поверхности также способствует хорошему охлаждению. Более высокие двигатели обеспечивают большую мощность и более высокую скорость.

Чем больше диаметр статора, тем больше железа и меди в нем содержится, в результате чего двигатель имеет больший крутящий момент и КПД.

KV

«KV» — это количество оборотов в минуту (RPM) на единицу напряжения.

Это очень важный параметр для двигателей без коммутатора, он показывает, на сколько вырастут обороты в минуту (RPM) при увеличении напряжения на 1 вольт, при отсутствии нагрузки на валу (без пропусков). Например, если вы подключите двигатель мощностью 2300 КВ к батарее 3S LiPo (12,6 В), то без пропеллера он будет вращаться со скоростью 28980 об/мин (2300 * 12,6). Обычно это приблизительное значение, указанное производителем.

Когда пропеллер вставлен, число оборотов уменьшается из-за сопротивления воздуха. Двигатели с более высоким KV будут пытаться быстрее раскрутить пропеллер, но могут потреблять большой ток. Вот почему мы обычно ставим большие пропеллеры на моторы с низким КВ, а маленькие и легкие пропеллеры хорошо работают на моторах с высоким КВ.

Значение KV зависит от количества обмоток в статоре. В целом, увеличение числа обмоток уменьшает KV двигателя, а уменьшение числа обмоток увеличивает KV.

Сила магнитов также влияет на KV, чем сильнее магниты, тем выше KV

Если вы установите очень большой пропеллер на двигатель с большим KV, он будет пытаться вращать его так же быстро, как если бы это был маленький пропеллер, но для этого потребуется гораздо большее усилие. И чтобы получить необходимое усилие, двигатель начнет потреблять гораздо больший ток и, следовательно, выделять больше тепла. Это приводит к перегреву и может привести к повреждению двигателя. Если двигатель перегреется, изоляция в обмотках выгорит и вызовет короткое замыкание.

Общее правило: чем тяжелее коптер, тем ниже KV его двигателей, маленькие коптеры обычно используют двигатели с очень высоким KV

Крутящий момент

Иногда говорят, что двигатели с низким KV имеют высокий крутящий момент, а если двигатель имеет высокие обороты на вольт, то крутящий момент будет низким. Хотя это может быть правдой, это не всегда так. KV почти ничего не говорит о крутящем моменте, но влияет на максимальный потребляемый ток и максимально допустимое напряжение.

Читайте так же   Подглядывание за девушкой с квадрокоптера

Как упоминалось выше, двигатели с высоким КВ имеют более короткие обмотки и, следовательно, меньшее сопротивление. Это снижает максимально допустимое напряжение и увеличивает потребляемый ток (при прочих равных условиях, при том же пропеллере).

Крутящий момент зависит в основном от:

  • размер статора, чем больше, тем выше крутящий момент
  • Материалы: тип магнитов, качество медной обмотки
  • Конструкция двигателя: расстояние между ротором и статором, количество полюсов и т.д.

Если все одинаково, то два двигателя с разным KV будут иметь одинаковый крутящий момент. Малое значение KV просто означает, что для получения одинакового числа оборотов необходимо более высокое напряжение. На самом деле все немного сложнее, но это довольно простое и точное описание.

Причина, по которой пилоты считают, что двигатели с низким КВ имеют высокий крутящий момент, заключается в том, что падение напряжения на таких двигателях меньше, чем на двигателях с высоким КВ, и именно это падение напряжения снижает крутящий момент. Теоретически крутящий момент должен быть одинаковым, но на практике это не так.

Крутящий момент — это обоюдоострый меч.

Двигатели с большим крутящим моментом заставят его ехать быстрее, при этом будет меньше паразитных вибраций, а реакция стика будет мгновенной. Коптер с такими двигателями будет очень агрессивным, а его движения будут менее естественными, больше похожими на рывковые движения робота. В остальном коптер выглядит более плавным. Выбор зависит от стиля и личных предпочтений; высокий крутящий момент не всегда является хорошим вариантом.

В настоящее время все больше пилотов испытывают паразитные вибрации, и именно современные, тяжелые двигатели могут быть источником проблемы. Они настолько сильны, что могут создавать петли обратной связи, от которых очень трудно избавиться. Демпфирование полетного контроллера может помочь, но лучше искать истинную причину вибрации и не использовать слишком мощные двигатели.

Схема крепления

Обычные монтажные схемы (расстояние между отверстиями) для двигателей 22xx, 23xx и 24xx следующие: 16 мм x 16 мм или 16 мм x 19 мм. Большинство 5″ коптерных рам разработаны с учетом этого.

Моторы для квадрокоптера или гоночного дрона

N и P в «формуле» мотора (полюса и магниты)

Вероятно, вы уже встречали в описаниях двигателей такие значения, как «12N14P». Число перед «N» (12) указывает на количество электромагнитов в статоре, а «14P» — на количество постоянных магнитов в роторе (в колоколе).

Моторы для квадрокоптера или гоночного дрона

Количество полюсов зависит от размера двигателя, например, двигатели 22XX и 23XX обычно оснащены 12 полюсами (12N) и 14 магнитами (14P).

Количество полюсов определяет расстояние между ними — если полюсов меньше, то в статоре помещается больше железа и, следовательно, мощность будет выше. Если увеличить количество полюсов, то магнитное поле будет более равномерным, а значит, двигатель будет вращаться более плавно, так как управление будет более точным.

  • Больше полюсов — больше плавности.
  • Меньше полюсов — больше мощности

Число полюсов всегда кратно трем, поскольку это трехфазный двигатель и у него 3 провода, поэтому число полюсов будет 9, 12, 15, 18 и так далее. Количество полюсов трудно изменить, и этим можно пренебречь при выборе двигателя для коптера.

Обмотка

Количество витков в статоре влияет на максимальный ток, который будет потреблять двигатель, а толщина провода определяет максимально допустимый ток, который не приведет к перегреву двигателя.

Меньше витков = меньше сопротивление = выше kv. Недостатком является то, что магнитное поле статора будет слабее, и сила, действующая на вал, будет меньше.

При увеличении числа витков происходит обратная зависимость. Чем больше витков, тем сильнее магнитное поле статора и тем больше сила. Но из-за более длинных проводов сопротивление увеличивается, и KV двигателя уменьшается.

Для достижения большей мощности двигателя производители часто увеличивают количество полюсов и используют более толстый провод. Это снижает сопротивление обмотки и увеличивает мощность (без снижения КПД или крутящего момента). Такой двигатель может потреблять достаточно большой ток без перегрева.

Однако более толстый провод и большее количество витков увеличивают вес двигателя, а обмотки занимают больше места, делая статор больше. Поэтому выпускаются все более крупные двигатели, обладающие большей мощностью по вышеуказанным причинам.

Одножильные и многожильные обмотки

Одножильная обмотка изготовлена из толстого провода, способна хорошо отводить тепло и больше подходит для двигателей с высоким напряжением питания, например, 5S или 6S. Но из-за значительных пустот между толстыми витками плотность намотки довольно низкая.

Для замены одного более толстого провода обычно используются три более тонких провода в витой обмотке. Поскольку провода тоньше, они хуже отводят тепло и их физически легче повредить.

В целом, двигатели с многожильными обмотками имеют лучшие характеристики, чем двигатели с одножильными обмотками, это связано с тем, что такая обмотка плотнее, что дает более сильное магнитное поле (т.е. вы получаете двигатель с большей мощностью и эффективностью).

Следует отметить, что точность подзавода также очень важна не только с эстетической, но и с электромагнитной точки зрения. Если провод уложен беспорядочно, имеется много пересечений, провода не будут перпендикулярны статору, и магнитное поле будет менее эффективным.

Подшипники

О подшипниках не принято говорить, это потому, что о них известно не так много, но я думаю, что должен дать некоторую базовую информацию.

Размер подшипника — это не внешний или внутренний диаметр, а разница между ними. Чем он шире, тем больше мячей поместится. Более крупные шарики прочнее и поэтому более надежны в случае поломки. Если шарики меньше, вращение будет более плавным на более высоких скоростях.

Возможно, вы слышали, что в некоторых двигателях используются «керамические подшипники»? В них используются керамические, а не металлические шарики; такие подшипники более гладкие, но и более хрупкие.

Диаметр отверстия подшипника (внутренний диаметр) определяется диаметром вала двигателя.

Какого размера нужен мотор?

Вы можете выбрать аксессуары для вашего коптера в таком порядке: размер рамы, размер пропеллера, размер двигателя.

Зная размер рамы, мы можем оценить необходимый размер двигателя. Размер рамы ограничивает нас максимальным диаметром пропеллера, а характеристики пропеллера определяют размер двигателя (для максимальной эффективности), поэтому здесь мы выбираем KV двигателей.

Также необходимо убедиться, что двигатели имеют достаточную мощность для вращения выбранных пропеллеров, здесь важную роль играет размер статора. В целом, чем больше статор и чем выше KV, тем больший ток будет потреблять двигатель.

В таблице приведены общие рекомендации, это не жесткие правила, некоторые используют двигатели с большим числом оборотов, чем указано, другие, наоборот, с меньшим.

Читайте так же   Оператор дрона бпла обучение

Данные предполагают, что ваш квадроцикл будет оснащен батареей 4S LiPo, а размер рамы — это расстояние между моторами, расположенными по диагонали (подробнее о рамах вы можете прочитать здесь).

Размер рамы Диаметр пропеллера Размер двигателя KV
150 или менее 3″ или менее 1105 -1306 или менее 3000 кВ или менее
180″ 4″ 1806 2600КВ — 3000КВ
210 мм 5″ 2204-2208, 2306 2300КВ -600КВ
250 мм 6″ 2204-2208, 2306 2000KV-2300KV
350 мм 7″ 2208 1600КВ
450 мм 8″, 9″, 10″ или больше 2212 или больше 1000 кВ и ниже

Напряжение и потребляемый ток

Важно понимать, что напряжение питания также влияет на выбор двигателей и пропеллеров. Если вы увеличите напряжение, двигатель будет пытаться быстрее вращать пропеллер и, следовательно, потреблять больше тока. Убедитесь, что вы знаете, какой будет потребляемый ток и какова будет тяга.

После того как вы определили максимальный потребляемый ток, пора переходить к выбору регуляторов скорости.

Основные факторы влияющие на летные характеристики

Определившись с размером двигателя, вы обнаружите, что существует множество подходящих моделей. Для того чтобы выбрать лучший из них, необходимо принять во внимание ряд соображений:

  • Привод
  • Эффективность и поглощение тока
  • Вес

Выбор того или иного двигателя во многом зависит от назначения коптера, стиля полета и желаемого поведения.

Тяга

Это, пожалуй, первое, на что следует обратить внимание при выборе двигателя.

Чем больше тяга, тем больше будет ускорение, но при этом может заметно увеличиться потребление энергии или энергоэффективность. Не перегружайте аккумуляторы группами пропеллеров с высоким износом.

Если коптер потребляет очень большой ток при максимальном дросселе, батарея должна иметь достаточный ток разряда. Не забудьте о емкости аккумулятора, она должна быть достаточной для длительных полетов.

Тяга является важным, но не единственным критерием при выборе двигателя.

Вес мотора

Вес часто упускается из виду при выборе мотора, хотя это очень важный критерий для фристайла и доджбола.

Поскольку двигатели расположены в углах рамы, их вес оказывает заметное влияние на реактивность коптера. Более тяжелые двигатели увеличивают момент инерции коптера, что означает, что для перестановки коптера требуется большее усилие.

На практике это означает, что при выполнении сальто и кувырков коптеру требуется время для достижения необходимой скорости вращения, а затем время для снижения этой скорости. Более тяжелым двигателям требуется больше времени для переключения скорости. Поэтому коптер с более тяжелыми двигателями будет менее отзывчивым.

Эффективность и потребляемый ток

КПД двигателя обычно рассчитывается путем деления тяги (при 100% дроссельной заслонке) на потребляемую мощность и измеряется в граммах на ватт (г/Вт). Чем выше число, тем эффективнее двигатель.

При выборе двигателя важно обратить внимание на его эффективность во всем диапазоне мощности, а не только при максимальной мощности. Некоторые двигатели лучше всего работают на низком газе и могут потерять эффективность при увеличении газа.

Другой способ измерения эффективности — «граммы на ампер» (тяга/ток).

Как правило, чем больше тяга, тем больше потребляемый ток, поэтому предпочтение следует отдавать двигателям с максимальной тягой и минимальным током. Неэффективные двигатели либо дают мало тяги, либо потребляют много.

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

Прочие факторы влияющие на летные характеристики

Многие характеристики не заявлены производителями, но их можно найти, прочитав обзоры и тесты.

  • Крутящий момент
  • Время отклика
  • Температура
  • Уровень вибрации и качество баланса

Крутящий момент

Это сила, которая вращает пропеллер и определяет скорость, с которой двигатель может менять вращение. Другими словами, насколько легко двигатель может вращать массу ротора, пропеллера и, что более важно, воздуха.

Крутящий момент влияет на характеристики коптера, особенно на точность и отзывчивость органов управления. Двигатель с большим крутящим моментом имеет более быструю реакцию, поскольку он может быстрее менять обороты. Возможно, даже будет меньше propwash (propwash — тряска коптера при движении в турбулентном потоке, например, во время сальто, резких поворотов и т.д.).

Высокий крутящий момент позволит вам использовать более тяжелые пропеллеры (за счет увеличения потребления энергии). Если вы установите слишком тяжелый пропеллер на двигатель с низким крутящим моментом, у него не будет достаточно «мощности», чтобы вращать его на нормальной скорости, что приведет к низкой эффективности и перегреву двигателя.

Недостатком двигателей с высоким крутящим моментом является вибрация/вибрация. Такой двигатель может очень быстро менять скорость, в результате чего ошибка в ПИД-регуляторе может усиливаться и накапливаться, вызывая колебания всего коптера, от которых трудно избавиться путем регулировки коэффициентов ПИД, особенно на курсе.

Время реакции

Это время зависит от крутящего момента, чем он выше, тем быстрее реакция. Простой способ измерить это — измерить, сколько времени требуется двигателю для достижения максимальных оборотов.

Время реакции сильно зависит от веса и шага выбранного гребного винта. Помните, что атмосфера также оказывает влияние. На уровне моря давление выше, воздух плотнее, а значит, больше молекул воздуха, которые перемещаются пропеллером, создавая тягу. На большой высоте пропеллеры будут вращаться быстрее, и время реакции стика будет меньше, но общая тяга также уменьшится (потому что плотность воздуха ниже).

Температура

Это также повлияет на двигатели, поскольку магнитная сила постоянных магнитов в роторе уменьшается при высоких температурах, и они быстро размагничиваются при очень высоких температурах, что приводит к сокращению срока службы двигателя.

Использование слишком тяжелых пропеллеров и продолжительная работа на высоких скоростях может привести к перегреву. Постоянный перегрев снижает эффективность магнитов, поэтому хорошо охлаждаемый двигатель также обеспечит долгий срок службы (если только вы не уроните и не разобьете двигатель).

Уровень вибраций и качество балансировки

Вибрация двигателя может вызвать ряд нежелательных побочных эффектов и повлиять на характеристики коптера.

Если двигатель плохо сбалансирован, то вибрация может повлиять на ПИД-регулятор. Такой коптер будет довольно сложно настроить, поскольку частота вибрации зависит от дроссельной заслонки.

Плохо сбалансированный двигатель создает гораздо больше электрических шумов, чем плавно вращающийся. Такой шум также влияет на гироскопы, еще больше снижая возможности коптера, а также вызывает шум на видео (если FPV оборудование питается от той же батареи, что и двигатели, что происходит в 99% случаев FPV).

Многие пилоты используют демпферы и антивибрационные крепления для двигателей и полетного контроллера, что снижает уровень вибрации и дает хорошие результаты.

Помните, что поврежденный, погнутый или несбалансированный пропеллер также вызывает нежелательную вибрацию.

Особенности моторов для квадрокоптеров

Существует множество параметров, влияющих на работу двигателя, и они могут быть очень сложными и противоречивыми. Например, двигатели с одинаковым размером статора и KV могут производить разную тягу и потребляемый ток и по-разному реагировать на воздействие штока, даже если все они используют одинаковые пропеллеры. Различия в дизайне, материалах, это тоже важно.

Читайте так же   Танцы на тнт никита дронов

Вал

Конструкция вала постоянно меняется. Раньше это был алюминиевый стержень, потом производители стали делать полый вал, и вместо алюминия стали использовать титан. Вес более или менее одинаковый, но вал более жесткий и прочный. Однако сверление отверстия точно по центру титанового вала увеличивало производственные затраты.

В последнее время все чаще используется другой вариант: стальной вал внутри трубы.

Моторы для квадрокоптера или гоночного дрона

Магниты в бесколлекторных моторах

Магниты различают в зависимости от магнитной силы, напр: N52, N54 и т.д. Чем выше число, тем сильнее магнит.

Более сильные магниты теоретически дают больший крутящий момент и более высокую эффективность.

При вращении двигателя вручную вы можете почувствовать «щелчки» или «шаги», чем они более выражены, тем хуже, так как это указывает на силу магнитного поля и насколько оно слабое между магнитами, так как поле очень неравномерное. Если «щелчки» будут слабее, двигатель будет вращаться более плавно.

При определенной температуре магниты становятся слабее, N52H необходим, чтобы справиться с высокой температурой. Буква H в конце обозначает высокую рабочую температуру. Говорят, что N52SH еще лучше в этом отношении, но пока неизвестно, насколько N52SH лучше, чем N52H и N52.

Существует вероятность того, что магниты полностью отпадут при аварии или от вибрации. Их можно приклеить обратно с помощью клея Loctit 438.

Толщина пластин статора (lamination)

Статор собирается из отдельных плиток, чем тоньше плитка, тем больше плиток требуется для сборки статора.

Короче говоря, чем тоньше плитка, тем лучше. В собранном статоре уменьшаются вихревые токи (токи Фуко), из-за которых изменяется магнитное поле и выделяется дополнительное тепло. Чем тоньше пластины, тем меньше энергии тратится на вихревые токи (которые создают нежелательные магнитные поля) и тем эффективнее и мощнее двигатель.

Моторы для квадрокоптера или гоночного дрона

Воздушный зазор (air gap)

Воздушный зазор между ротором и статором. По мере увеличения расстояния магнитное поле становится все слабее, поэтому уменьшение этого зазора значительно увеличит выходную мощность двигателя.

Небольшой зазор не только увеличивает мощность двигателя, но и повышает крутящий момент и уменьшает время отклика. Недостатком малого зазора является повышенное потребление тока и снижение эффективности. Существуют также проблемы с долговечностью, поскольку при звоне ротор может сдвинуться и зацепить статор, в результате чего магниты отпадут или даже разрушатся.

Форма магнитов — изогнутые магниты

При использовании изогнутых магнитов расстояние до статора уменьшается, поскольку зазор становится одинаковым по всей длине магнитов.

По сути, это означает, что точка с самым сильным магнитным полем больше не находится на поверхности магнита (как в случае с прямоугольными магнитами).

«Эпицентр» магнитного поля снаружи будет находиться под поверхностью, а внутри — над поверхностью. Это означает, что магнитные поля постоянных магнитов и электромагнитов сходятся без уменьшения воздушного зазора.

Помимо формы магнитов, некоторые производители экспериментируют с их толщиной, иногда более тонкие магниты (с более слабым магнитным полем) дают лучший эффект.

Стопорное кольца / стопорный винт

Производители используют упорное кольцо или болт для крепления вала к основанию двигателя. Каждый метод имеет как преимущества, так и недостатки, и трудно сказать, какой из них лучше.

Моторы для квадрокоптера или гоночного дрона

Фиксация вала с помощью стопорного кольца и болта

В целом, использование болта облегчает обслуживание двигателя, так как открутить болт проще, чем снять и заменить стопорное кольцо. Если используется болт, существует риск чрезмерной затяжки, в этом случае вал будет вращаться с дополнительным усилием.

Также были случаи, когда кольца срывались во время полета, колокол спружинивал и коптер падал. Однако это происходит и с пропеллерами.

Открытый или закрытый низ мотора?

Нижняя часть двигателя (основание) может быть выполнена в «традиционном» закрытом стиле или в более новом открытом стиле. Оба варианта имеют свои плюсы и минусы.

Моторы для квадрокоптера или гоночного дрона

Открытая нижняя сторона двигателя

Моторы для квадрокоптера или гоночного дрона

Двигатель с закрытым днищем

Моторы с закрытым дном имеют более прочное основание, но если дно открытое, то и вес меньше, разница примерно в 2 грамма.

Двигатели с закрытым дном менее склонны к накоплению грязи, но двигатели с открытым дном легче чистить.

Если дно открыто, крепежные винты хорошо видны, и вероятность замыкания обмоток меньше (новички чаще замыкают обмотки, если у моторов закрытое дно).

Моторы для квадрокоптера или гоночного дрона

Двигатель с открытым дном легче загрязняется и проще чистится

Однако закрытое дно лучше защищает обмотки от повреждений.

Форма кольца для фиксации магнитов

Внутри колокольчика находится кольцо для удержания магнитов на месте. Сам колокол обычно изготавливается из алюминия, а кольцо — из стали, поскольку ему приходится взаимодействовать с магнитным полем.

В современных двигателях это не обычное кольцо, его форма специально разработана для оптимизации магнитного поля и увеличения крутящего момента.

«PoPo» — способ крепления пропеллеров

«Pop on Pop off» (PoPo) — это вал, который имеет подпружиненные шарики для быстрой установки гребного винта. Подробнее читайте здесь.

Моторы для квадрокоптера или гоночного дрона

Прочие фишки

  • Паяльные площадки
  • Встроенные регуляторы скорости
  • Конструкция системы охлаждения

Производители двигателей постоянно экспериментируют как с дизайном, так и с интеграцией с другим оборудованием, что приводит к улучшению систем охлаждения и даже интеграции контроллеров в двигатели. Лично я считаю припойные площадки для силовых кабелей весьма полезными, они позволят вам использовать более тонкий кабель там, где вам не нужны большие токи, и таким образом сэкономить вес. Также упрощается ремонт в случае обрыва провода.

Моторы прямого и обратного вращения (CW и CCW)

Иногда можно встретить обозначения «CW» и «CCW», что означает «ClockWise» (по часовой стрелке) и «Counter-ClockWise» (против часовой стрелки).

Направление вращения важно для двигателей с коммутатором, поскольку щетки очень быстро изнашиваются при вращении в противоположном направлении, чего нельзя сказать о двигателях без коммутатора.

Двигатели с коммутаторами CW и CCW обычно одинаковы, единственное различие заключается в направлении резьбы на валу.

Моторы в квадрокоптере вращаются в разных направлениях, главное, чтобы при вращении все 4 гайки, удерживающие винты, затянулись.

Как проверить, что двигатель имеет правильную резьбу? Просто возьмитесь за гайку на валу и начните вращать мотор в том направлении, в котором вы хотите, чтобы он вращался на коптере. Если гайка затягивается, значит, вы выбрали правильное направление резьбы.

Лично я предпочитаю использовать одинаковую резьбу на всех двигателях, чтобы никогда не ошибиться с гайками. Когда вам придется искать в магазинах дополнительные гайки, вы поймете, как трудно найти гайки с левой резьбой.

Балансировка моторов

Первое, что нужно сделать, получив новые двигатели, — отбалансировать их. На самом деле это очень разумный шаг, даже если он не всегда необходим. Я лично балансирую большие двигатели, такие как 2212.

Многие бренды не нуждаются в балансировке, потому что они и так очень хорошего качества. Однако если вы выберете дешевые двигатели, не удивляйтесь более низкому качеству и необходимости балансировки.

Рекомендации по выбору

Существует огромное количество двигателей, из которых можно выбирать, это настоящий вызов. Я перечислил наиболее популярные модели в моем списке аксессуаров для миникоптеров.

Adblock
detector