Um den richtigen Motor für die Anforderungen Ihrer Drohne auszuwählen, ist es wichtig, die verschiedenen Arten von Drohnenmotoren und ihre Spezifikationen zu verstehen. Egal, ob Sie eine schwere Industriedrohne oder einen flinken FPV-Renner bauen, der richtige Motor kann die Leistung und Effizienz Ihrer Drohne erheblich beeinflussen. Berücksichtigen Sie immer die KV-Leistung, die Drehzahl, den Schub und den Wirkungsgrad des Motors, um eine optimale Leistung sicherzustellen.
Einführung in Drohnenmotoren
Drohnenmotoren sind entscheidende Komponenten, die die Leistung, Stabilität und Effizienz einer Drohne beeinflussen. Dieser Leitfaden kombiniert Erkenntnisse aus verschiedenen maßgeblichen Quellen, um ein umfassendes Verständnis der Drohnenmotoren zu vermitteln.
Arten von Drohnenmotoren
Bürstenloser Drohnenmotor
Bei Bürstenmotoren erzeugt der Stator ein permanentes Magnetfeld um den Rotor, der als Elektromagnet wirkt. An eine Gleichstromquelle angeschlossene Bürsten berühren den Kommutatorring an der Basis des Rotors. Der Ring ist segmentiert, wodurch der Strom periodisch umgekehrt wird und eine kontinuierliche Rotordrehung gewährleistet ist. Diese Konstruktion umschließt die Motorkomponenten zum Schutz, verringert aber aufgrund der Wärmeisolierung den Wirkungsgrad. Durch Ändern der Gleichstrompolarität ist eine Umkehrung der Drehrichtung des Motors möglich. Bürstenmotoren, die für Mikro-FPV-Drohnen geeignet sind, haben aufgrund des Bürstenverschleißes eine kürzere Lebensdauer.
Vorteile
Einfaches Design, kostengünstig, üblich bei Einsteigerdrohnen.
Geringere Effizienz und Lebensdauer im Vergleich zu bürstenlosen Motoren.
Bürstenloser Drohnenmotor
Bürstenlosen Motoren fehlen Bürsten, die aus einem Rotor mit Permanentmagneten und einem Stator mit radialen Elektromagneten bestehen. Diese Elektromagnete erzeugen ein temporäres Magnetfeld, wodurch sich der Rotor in Kugellagern gleichmäßig dreht. Im Gegensatz zu Bürstenmotoren benötigen bürstenlose Versionen eine Steuerelektronik für den Betrieb und haben keinen physischen Kontakt zwischen beweglichen Teilen, was die Langlebigkeit und Effizienz erhöht. Bürstenlose Motoren sind aufgrund ihrer hohen Leistung und Effizienz ideal für Mini- und einige Mikro-Multikopter.
Vorteile
Effizienter, langlebiger und leistungsstärker.
Üblich bei professionellen und Hobby-Drohnen für überlegene Leistung.
Die Funktionsweise von bürstenlosen und bürstenbehafteten Motoren ist grundsätzlich ähnlich. Beide Typen nutzen elektrischen Strom, der durch Wicklungen fließt, um Magnetfelder zu erzeugen. Diese Felder interagieren mit Magneten im Inneren des Motors und verursachen Abstoßung und Anziehung, die die Welle zum Drehen bringen. Diese Drehbewegung treibt den Propeller mit hoher Geschwindigkeit an und erzeugt so Schub. Bürstenlose Motoren verwenden jedoch elektronische Steuerungen für die Kommutierung, was eine höhere Effizienz und Langlebigkeit bietet, während Bürstenmotoren auf mechanischen Bürsten basieren, die mit der Zeit verschleißen und mehr Wartung erfordern.
Die wichtigsten technischen Parameter
Umdrehungen pro Minute
Wie viel U/min ist für eine Drohne erforderlich?
Die erforderliche Drehzahl eines Drohnenmotors hängt von Faktoren wie Drohnengröße, Gewicht, Propellertyp und gewünschter Flugleistung ab. Bei kleinen Spielzeugdrohnen liegen die Motoren typischerweise zwischen 10.000 und 15.000 U/min. Größere, professionelle Drohnen erfordern möglicherweise Motoren mit mehr als 20.000 U/min, um die erforderlichen Schub- und Leistungseigenschaften zu erreichen. Der genaue Drehzahlbedarf variiert je nach spezifischem Design und Anwendung der Drohne.
Wie hoch ist die Ausgangsleistung eines bürstenlosen Motors?
Der Leistungsbereich für BLDC-Motoren kann etwa 30 bis 3000 Watt betragen. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass es Ausnahmen geben kann und einige Motoren möglicherweise außerhalb dieses Bereichs liegen.
Was ist die Höchstgeschwindigkeit eines bürstenlosen Motors?
Die maximale Drehzahl eines bürstenlosen Motors kann bei Hochleistungsmodellen 100.000 U/min überschreiten. Die praktischen Grenzen werden jedoch häufig durch Faktoren wie Wärmeentwicklung, mechanische Beanspruchung und Materialeigenschaften beeinflusst. Motoren, die auf bestimmte Anwendungen wie Drohnen oder Industriemaschinen zugeschnitten sind, werden häufig für höhere Geschwindigkeiten optimiert.
Gibt die am Motor angelegte Drehzahl pro Volt an.
Was ist ein guter KV für einen Drohnenmotor?
Als allgemeine Richtlinie können Drohnenmotoren KV-Werte von etwa 500 bis 3000 KV oder sogar höher haben. Motoren mit niedrigerem KV werden häufig für größere Drohnen mit schwererer Nutzlast verwendet, während Motoren mit höherem KV für kleinere, leichtere Drohnen geeignet sind.
Wie schnell ist ein 3000W bürstenloser Motor?
Ein bürstenloser 3000-W-Motor kann eine Nenngeschwindigkeit von 4900 U/min/min und eine maximale Geschwindigkeit von 6700 U/min/min haben.
Drone Motor Schub
Die vom Motor erzeugte Kraft zum Anheben der Drohne.
Die Gewährleistung eines angemessenen Schub-Gewichts-Verhältnisses ist für Stabilität und Manövrierfähigkeit von entscheidender Bedeutung.
Bei der Auswahl eines Motors ist die Schubkraft ein entscheidender Faktor. Die Schubleistung wird normalerweise in Gramm gemessen und hängt von der Drehzahl des Motors und dem von ihm angetriebenen Propeller ab. Damit ein Multikopter beschleunigen kann, muss er ausreichend Schub erzeugen, um sowohl den Luftwiderstand als auch die Schwerkraft zu überwinden.
Drohnenmotor-Effizienz:
Beeinflusst die Flugzeit und die gesamte Motorleistung.
Höhere Effizienz bedeutet längere Flugzeiten und besseres Energiemanagement.
Der Wirkungsgrad eines Elektromotors ist das Verhältnis der mechanischen Ausgangsleistung zur elektrischen Eingangsleistung, bestimmt durch Drehmoment und Drehzahl für die mechanische Ausgangsleistung und Spannung und Strom für die elektrische Eingangsleistung. Die Effizienz variiert über das Schubprofil hinweg; Einige Motoren sind bei geringerer Drosselung effizient, verlieren jedoch bei höheren Strömen an Effizienz. Ineffiziente Motoren verschwenden Batterieenergie und verkürzen die Flugzeit.
Für einen höheren Schub ziehen Motoren mehr Strom. Der optimale Motor sorgt für hohen Schub bei geringer Stromaufnahme. Typische Wirkungsgrade von Drohnenmotoren liegen bei etwa 70–80 %, die Werte können jedoch variieren. Effiziente Motoren gleichen Schub und Stromaufnahme effektiv aus.
Welche Leistung hat ein Elektromotor, der hebt?
Die Leistung eines Elektromotors, der einen Gegenstand anhebt, hängt vom Gewicht, der Höhe und der zum Heben benötigten Zeit ab. Es kann mit der Formel berechnet werden:
Leistung = Arbeit/Zeit
Um beispielsweise einen 2-kg-Block in 6 Sekunden 15 Meter weit zu heben, ist eine Leistung von 49 Watt erforderlich.
Mechanische Leistung ist definiert als das Produkt aus Drehzahl und Drehmoment und wird in Kilowatt (kW) oder Pferdestärken (PS) gemessen. Ein Watt entspricht einem Joule pro Sekunde oder einem Newtonmeter pro Sekunde.
Verschiedene Drohnen, verschiedene Optionen
Priorisieren Sie Motoren mit hohem Drehmoment und niedrigem KV-Wert.
Wichtig für industrielle Anwendungen, bei denen die Nutzlastkapazität entscheidend ist.
Für FPV-Drohnen:
Balance zwischen hohem Schub und überschaubarem KV-Wert.
Berücksichtigen Sie die Motorgröße und das Gewicht für Agilität und Geschwindigkeit bei Renndrohnen.
Allgemeine Überlegungen:
Passen Sie die Motorspezifikationen an die Rahmengröße der Drohne und den Verwendungszweck an. Stellen Sie die Kompatibilität mit elektronischen Geschwindigkeitsreglern (ESCs) und dem Stromversorgungssystem sicher.
Schwerlast:
Motoren mit robuster Konstruktion und niedrigem KV für Stabilität bei hoher Belastung.
FPV-Racing:
Motoren mit hohem KV-Wert, die schnelle Beschleunigung und hohe Geschwindigkeiten bieten.
Anfänger-Drohnen:
Bürstenmotoren für Kosteneffizienz und Einfachheit.
Ausführlichere Informationen finden Sie in diesen Ressourcen:
