Comprendere i diversi tipi di motori per droni e le loro specifiche è essenziale per selezionare il motore giusto per le esigenze del tuo drone. Che tu stia costruendo un drone industriale per carichi pesanti o un agile pilota FPV, il motore giusto può avere un impatto significativo sulle prestazioni e sull'efficienza del tuo drone. Considerare sempre il valore KV, il numero di giri, la spinta e l'efficienza del motore per garantire prestazioni ottimali.
Introduzione ai motori dei droni
I motori dei droni sono componenti cruciali che influenzano le prestazioni, la stabilità e l'efficienza di un drone. Questa guida combina approfondimenti provenienti da varie fonti autorevoli per fornire una comprensione completa dei motori dei droni.
Tipi di motori per droni
Motore Drone Spazzolato
Nei motori con spazzole, lo statore crea un campo magnetico permanente attorno al rotore, che funge da elettromagnete. Le spazzole collegate a una fonte di alimentazione CC toccano l'anello del commutatore alla base del rotore. L'anello è segmentato, inverte periodicamente la corrente e garantisce la rotazione continua del rotore. Questo design racchiude i componenti del motore per la protezione ma diminuisce l'efficienza a causa dell'isolamento termico. È possibile invertire il senso di rotazione del motore modificando la polarità CC. I motori con spazzole, adatti per micro droni FPV, hanno una durata di vita più breve a causa dell'usura delle spazzole.
Vantaggi
Design semplice, conveniente, comune nei droni entry-level.
Efficienza e durata inferiori rispetto ai motori brushless.
Motore per droni senza spazzole
I motori brushless sono privi di spazzole, costituite da un rotore con magneti permanenti e da uno statore con elettromagneti radiali. Questi elettromagneti creano un campo magnetico temporaneo, facendo girare dolcemente il rotore all'interno dei cuscinetti a sfera. A differenza dei motori con spazzole, le versioni brushless richiedono l'elettronica di controllo per funzionare e non hanno contatto fisico tra le parti in movimento, migliorando la longevità e l'efficienza. I motori brushless sono ideali per mini e alcuni micro multicotteri grazie alla loro elevata potenza ed efficienza.
Vantaggi
Più efficiente, durevole e potente.
Comune nei droni professionali e hobbistici per prestazioni superiori.
Il funzionamento dei motori brushless e con spazzole è fondamentalmente simile. Entrambi i tipi utilizzano la corrente elettrica che passa attraverso gli avvolgimenti per creare campi magnetici. Questi campi interagiscono con i magneti all'interno del motore, provocando repulsione e attrazione che fanno girare l'albero. Questa azione rotante spinge l'elica ad alta velocità, generando spinta. Tuttavia, i motori brushless utilizzano controller elettronici per la commutazione, offrendo maggiore efficienza e longevità, mentre i motori con spazzole si affidano a spazzole meccaniche, che si usurano nel tempo e richiedono maggiore manutenzione.
I principali parametri tecnici
Giri Per Minuto
Quanti giri motore sono necessari per un drone?
Il numero di giri necessario per un motore di droni dipende da fattori quali le dimensioni del drone, il peso, il tipo di elica e le prestazioni di volo desiderate. Per i droni giocattolo di piccole dimensioni, i motori in genere vanno da 10.000 a 15.000 giri al minuto. I droni professionali più grandi possono richiedere motori che superano i 20.000 giri al minuto per ottenere le caratteristiche di spinta e prestazioni necessarie. L'esatto requisito RPM varia in base al design specifico e all'applicazione del drone.
Qual è la potenza di un motore brushless?
La gamma di potenza per i motori BLDC può essere compresa tra circa 30 e 3000 watt. Tuttavia, è importante notare che possono esserci delle eccezioni e che alcuni motori potrebbero non rientrare in questo intervallo.
Qual è la velocità massima di un motore brushless?
La velocità massima di un motore brushless può superare i 100.000 giri al minuto nei modelli ad alte prestazioni. Tuttavia, i limiti pratici sono spesso influenzati da fattori quali la generazione di calore, lo stress meccanico e le capacità dei materiali. I motori su misura per applicazioni specifiche, come droni o macchine industriali, sono spesso ottimizzati per raggiungere velocità più elevate.
Indica il numero di giri per volt applicato al motore.
Qual è un buon KV per un motore di drone?
Come linea guida generale, i motori dei droni possono avere valori KV che vanno da circa 500 a 3000 KV o anche superiori. I motori KV più bassi sono spesso utilizzati per droni più grandi che trasportano carichi utili più pesanti, mentre i motori KV più alti sono adatti per droni più piccoli e leggeri.
Quanto è veloce un motore brushless da 3000W?
Un motore brushless da 3000 W può avere una velocità nominale di 4900 giri/min e una velocità massima di 6700 giri/min.
Motore del Drone Spinta
La forza prodotta dal motore per sollevare il drone.
Garantire un adeguato rapporto spinta-peso è essenziale per la stabilità e la manovrabilità.
Quando si seleziona un motore, la spinta è un fattore cruciale da considerare. Solitamente misurata in grammi, la potenza di spinta varia in base alla velocità del motore e all'elica che aziona. Affinché un multicoptero possa iniziare ad accelerare, deve generare una spinta sufficiente per superare sia la resistenza che la gravità.
Efficienza del Motore del Drone:
Influenza il tempo di volo e le prestazioni generali del motore.
Una maggiore efficienza significa tempi di volo più lunghi e una migliore gestione della potenza.
L'efficienza del motore elettrico è il rapporto tra la potenza meccanica in uscita e l'energia elettrica assorbita, determinato dalla coppia e dalla velocità per l'uscita meccanica e dalla tensione e corrente per l'ingresso elettrico. L'efficienza varia attraverso il profilo di spinta; alcuni motori sono efficienti con l'acceleratore più basso ma perdono efficienza con correnti più elevate. I motori inefficienti sprecano l’energia della batteria e riducono il tempo di volo.
Per una maggiore spinta, i motori assorbono più corrente. Il motore ottimale fornisce una spinta elevata con un basso assorbimento di corrente. L'efficienza tipica dei motori dei droni è intorno al 70-80%, ma i valori possono variare. I motori efficienti bilanciano efficacemente la spinta e l'assorbimento di corrente.
Qual è la potenza erogata da un motore elettrico che solleva?
La potenza erogata da un motore elettrico che solleva un oggetto dipende dal peso, dall'altezza e dal tempo impiegato per sollevarlo. Può essere calcolato utilizzando la formula:
Potenza = Lavoro / Tempo
Ad esempio, sollevare un blocco di 2 kg per 15 metri in 6 secondi richiede una potenza di 49 watt.
La potenza meccanica è definita come il prodotto della velocità e della coppia e viene misurata in kilowatt (kW) o potenza (hp). Un watt equivale a un joule al secondo o un Newton-metro al secondo.
Droni diversi, opzioni diverse
Dare priorità ai motori con coppia elevata e basso valore KV.
Importante per le applicazioni industriali in cui la capacità di carico utile è fondamentale.
Per droni FPV:
Equilibrio tra spinta elevata e rating KV gestibile.
Considera le dimensioni e il peso del motore per l'agilità e la velocità nei droni da corsa.
Considerazioni Generali:
Abbina le specifiche del motore alle dimensioni del telaio del drone e all'uso previsto. Garantisci la compatibilità con i regolatori elettronici di velocità (ESC) e il sistema di alimentazione.
Sollevamento Pesante:
Motori con costruzione robusta e KV basso per stabilità sotto carichi pesanti.
FPV Racing:
Motori ad alto KV che offrono accelerazioni rapide e velocità elevate.
Droni per principianti:
Motori spazzolati per efficienza economica e semplicità.
Per informazioni più dettagliate fare riferimento a queste risorse:
