Motores BLDC para UAV agrícola: KV, tamaño del estator y par a gas parcial

Un motor BLDC para UAV agrícola se elige para un servicio que se repite bajo carga y no para un solo vuelo de exhibición, y los tres modelos que figuran actualmente bajo el servicio de UAV agrícola muestran hasta qué punto pueden separarse dos lecturas de una misma especificación. En el conjunto, el KV va de 100 a 700, la masa publicada de 128 g a 649 g, la resistencia interna de 45 mΩ a 80 mΩ, el empuje máximo de 1800 g a 16344 g y la potencia publicada a 180 segundos de 500 W a 2700 W. Esa dispersión tiene que cubrir en un extremo un multirrotor ligero que lleva un depósito pequeño y en el otro una plataforma de pulverización pesada, de modo que la pregunta útil no es cuál de los registros publica la cifra más grande, sino qué mantiene un motor BLDC para UAV agrícola en el gas con el que vuela de verdad la aeronave, con margen de potencia de sobra para un ascenso con el depósito lleno. Esta guía lee los tres registros frente a esa pregunta, y el mismo conjunto de modelos se recoge en la página de aplicación de UAV agrícola.

Respuesta rápida

Un motor BLDC para UAV agrícola no pasa su vida útil en el punto del que más presume su panel de especificaciones. Levanta un depósito, se asienta en una pasada de pulverización a gas parcial y mantiene ese punto durante minutos seguidos a lo largo de una temporada de salidas. La consecuencia eléctrica es que la corriente consumida en el punto de crucero se paga de forma continua, mientras que la corriente de pico que reporta un ensayo a pleno gas dura segundos. Una preselección redactada frente a una columna de pico responde por tanto a una pregunta que la aeronave plantea rara vez y deja sin respuesta la que plantea de forma constante.

Tres propiedades sostienen ese servicio, y los registros siguientes las publican de forma desigual. La resistencia interna es el coeficiente de la pérdida en el cobre, que es la pérdida que recorre toda la salida y no a ráfagas. La ventana publicada de número de celdas decide la corriente que el bobinado tiene que transportar para una potencia de eje dada, y un bus más alto reduce esa corriente. La potencia publicada a 180 segundos es una ventana térmica y no un régimen continuo, y se lee mejor como una señal de margen entre candidatos de servicio similar que como una cifra entre la que dividir la energía del paquete.

Los tres registros se dividen primero por el empuje que publican y después por el bus para el que se publican. El registro de entrada publica 1800 g de empuje en una ventana de 3-4S, el registro intermedio 8414 g en una ventana de 6-14S y el más grande 16344 g en una ventana de 6-12S, mientras que el KV baja de 700 a 170 y luego a 100 a medida que sube el empuje publicado. Leer los tres como un solo grupo, y no como tres paneles separados, es lo que convierte las cifras publicadas en una preselección para un motor BLDC para UAV agrícola.

Qué diferencia a un motor para UAV agrícola: servicio de pulverización, líquido corrosivo y polvo

Un motor BLDC para servicio de UAV agrícola y un motor multirrotor de uso general pueden publicar el mismo KV y la misma configuración de estator y aun así tener que responder a exigencias distintas. La diferencia no está en la placa de características sino en el patrón del trabajo, y tres rasgos de ese patrón separan un motor para UAV agrícola de uno de uso general.

Una misión que se repite con el depósito lleno

El rasgo que lo define es la repetición bajo una carga que es máxima al comienzo de cada salida. Un motor BLDC para UAV agrícola trabaja en una aeronave que levanta un depósito lleno, vuela una pasada definida, regresa con el depósito parcialmente vacío y despega de nuevo tras un breve intervalo en tierra. El motor pasa por tanto su vida no en un único punto estable sino a lo largo de un servicio que empieza cerca de la masa máxima y se alivia a medida que se dispensa el líquido. Una preselección construida en torno a una sola cifra de pico ignora que el momento más duro es el primer ascenso de cada salida, cuando el depósito está lleno y la aeronave está en su punto más pesado. Un motor de pulverización se elige para ese primer ascenso y no para un promedio de la pasada.

Líquido, polvo y el aire que aspira el rotor

Una aeronave agrícola trabaja a baja altura sobre un cultivo en un aire que transporta más que el aire limpio. La deriva de pulverización deja gotas finas en suspensión, el polvo se levanta por el efecto suelo, y ambos atraviesan la misma columna de la que aspira la hélice. Eso no cambia el diseño electromagnético del motor, pero cambia aquello a lo que tiene que sobrevivir la integración, y es una razón para leer los registros mecánicos y eléctricos juntos y no de forma aislada.

El presupuesto de masa que fija una aeronave de pulverización

El servicio fija además un presupuesto de masa más ajustado que el que permite una construcción de uso general. Una aeronave industrial vuela para el servicio de UAV industrial, donde la carga útil es un sensor y la misión es inspección o levantamiento; una aeronave agrícola lleva un depósito cuyo contenido es la carga útil, de modo que cada gramo de un motor para UAV agrícola es un gramo que no se convierte en líquido. Ese compromiso es la razón por la que los registros más ligeros del grupo siguiente se publican a 128 g y 375 g y no a la masa de un rotor externo de carga pesada.

KV y tamaño del estator: cómo ajustar un motor BLDC para UAV agrícola a la hélice y al peso del depósito

El KV y el tamaño del estator son las dos cifras que deciden si un motor BLDC para UAV agrícola gira la hélice que necesita una aeronave bajo el servicio de UAV agrícola, a una velocidad que la aeronave puede usar. Suelen leerse juntos, porque uno sin el otro describe solo la mitad del ajuste.

El KV como vueltas por voltio

El KV es la velocidad sin carga del motor por voltio de bus, de modo que un bobinado de 100 KV gira más despacio con la misma tensión que uno de 700 KV. Una hélice más grande necesita una velocidad útil más baja y un par más alto, de modo que un bobinado de KV bajo es el compañero natural de un disco grande y lento, mientras que un bobinado de KV alto conviene a uno más pequeño y rápido. Los tres registros siguientes abarcan ese rango a propósito: el modelo de entrada se publica a 700 KV para un disco multirrotor pequeño, y los dos modelos más pesados se publican a 170 KV y 100 KV para las hélices más grandes que lleva una aeronave de pulverización.

El tamaño del estator frente a la masa de hélice y depósito

El estator es donde se produce el par, y su tamaño fija cuánto material magnético tiene el bobinado para trabajar. En el conjunto, la configuración del estator crece de 12N14P en una envolvente de 41.8 mm a 24N28P con 69 mm y luego a 36N42P con 91.6 mm, y el empuje publicado crece con ella, de 1800 g a 8414 g y luego a 16344 g. Un estator más grande con un KV similar es una forma en que un motor para UAV agrícola compra par sin elevar el bus, lo que importa en una aeronave cuya masa sube en el momento en que se llena el depósito.

Leer el KV en los tres registros

El KV publicado de los tres modelos no es una clasificación de calidad sino una descripción de la hélice que cada uno está construido para girar. El registro de 700 KV es el extremo multirrotor ligero, el registro de 170 KV es la aeronave de pulverización de tamaño medio y el registro de 100 KV es el extremo de depósito pesado. Una preselección que parte del diámetro de la hélice y de la masa total de la aeronave cargada aterrizará en la columna de KV correcta antes de mirar cualquier otra cifra, y el empuje publicado de cada modelo es la cifra que confirma la elección.

Par a gas parcial: mantener el empuje en crucero en lugar de perseguir cifras de pico

El gas parcial es donde un motor BLDC para UAV agrícola pasa buena parte de su tiempo de vuelo, y es el punto que una comparación de empuje de pico omite sin decirlo. El motor tiene que seguir manteniendo la hélice a una velocidad comandada, y el par necesario para ello no desaparece porque el gas esté por debajo del máximo.

Por qué el punto de crucero fija el bobinado

A gas parcial, el controlador trocea el bus con un ciclo de trabajo más bajo, de modo que el bobinado ve una corriente media más baja que a pleno gas, pero el par que debe producir lo fija la carga de la hélice a esa velocidad. El bobinado que mantiene el punto de crucero con holgura es el que, por su resistencia y su camino térmico, puede transportar esa corriente durante toda la pasada y no para una ráfaga de ensayo, que es la razón por la que la columna de resistencia interna importa aquí más que la columna de corriente de pico.

Empuje de pico frente a empuje sostenido

Una cifra de empuje máximo publicada describe lo que el motor puede producir en una condición, normalmente un ensayo breve con una hélice y una tensión declaradas. Es un límite superior útil y una mala descripción del crucero. La cifra que cuenta para la pasada de pulverización es el empuje que un motor BLDC para UAV agrícola puede mantener en el gas con el que vuela la aeronave, y esa cifra no se publica directamente; hay que leerla del comportamiento en eficiencia y térmico del bobinado con la corriente que consume el punto de crucero.

Qué le pide el gas parcial al controlador

Un bobinado de KV bajo y par alto en este tipo de motor también cambia lo que el controlador de velocidad electrónico tiene que hacer bien. La conmutación más lenta a una frecuencia eléctrica más baja es más suave para el controlador que la conmutación rápida que exige un motor de KV alto, y la corriente que el controlador tiene que transportar en crucero es más baja con un bus más alto. Esa es una razón por la que los registros más pesados del grupo se publican en una ventana de 6-12S o 6-14S y no con el número de celdas bajo del modelo de entrada.

Margen de potencia a 180 s para ascensos con el depósito lleno

La cifra de 180 segundos aparece en cada motor BLDC para UAV agrícola del grupo, y es la que a menudo se lee al revés. Es una ventana térmica y no un régimen continuo, y la distinción importa en el momento exacto en que la aeronave está más pesada.

Qué mide la columna de 180 segundos

Una cifra de potencia a 180 segundos describe la potencia que un motor BLDC para UAV agrícola puede absorber durante un periodo acotado sin que su bobinado alcance una temperatura que el fabricante considera limitante. Es la condición en la que se sitúa un ensayo a pleno gas, y es deliberadamente corta porque la pérdida en el cobre de esa ventana calienta el bobinado más rápido de lo que la estructura circundante puede evacuar el calor. Leída por sí sola dice cuánta potencia hay disponible en una ráfaga; leída junto a la corriente continua del mismo modelo dice cuánto margen representa esa ráfaga.

Un ascenso con el depósito lleno frente a la ventana de 180 segundos

El ascenso más duro al que se enfrenta un motor de pulverización ocurre al principio, con el depósito lleno y la aeronave a su masa máxima. Ese ascenso es corto, que es exactamente la forma de servicio que describe la columna de 180 segundos, de modo que la cifra es relevante allí y no en el crucero que sigue. Un modelo cuya potencia publicada a 180 segundos se sitúa con holgura por encima de la potencia que la aeronave cargada necesita para ascender tiene margen; uno cuya cifra se sitúa cerca de ese requisito tiene poco espacio para un depósito más pesado o un día más caluroso.

Corriente continua junto a la cifra de 180 segundos

Dos de los tres registros publican una corriente continua a 180 segundos junto a la cifra de potencia, 25 A en el modelo de entrada y 38 A en el de tamaño medio. El registro más grande publica en su lugar una corriente de pico de 60 A y deja abierta la cifra continua, de modo que las dos cifras no son directamente intercambiables y esa diferencia conviene señalarla en lugar de rellenarla por suposición. Cuando se publican ambas, la corriente continua es la mitad más útil del par, porque describe lo que un motor BLDC para UAV agrícola puede mantener a lo largo de toda la pasada y no en la ráfaga.

Exposición en campo: polvo, deriva de pulverización y las cifras que los registros dejan abiertas

La exposición en campo no cambia el diseño eléctrico de un motor para UAV agrícola, pero cambia la integración a su alrededor, y es la parte del servicio que los paneles publicados describen menos. Leerla con honestidad significa separar lo que los registros afirman de lo que hay que confirmar con el fabricante.

Polvo y deriva de pulverización en el camino del aire

Una aeronave que trabaja a baja altura sobre un cultivo aspira su aire de refrigeración a través de una columna que transporta gotas, polvo fino y, una vez pasada la pulverización, un residuo que puede depositarse en cualquier superficie del flujo de aire. Para este tipo de motor esto afecta sobre todo al lado mecánico de la integración: el camino del aire a través del estator, el estado de los rodamientos a lo largo de una temporada y el cable y el conector que van del bobinado al controlador. Ninguno de ellos es un límite electromagnético, pero todos son puntos en los que una temporada de campo se diferencia de un ensayo de banco.

Las cifras que los registros dejan abiertas

Lo que los registros de este grupo no publican es una clasificación de sellado, entrada de agua o corrosión para ninguno de los tres motores, de modo que no debe deducirse de ellos ninguna clase de protección. Los paneles publicados incluyen masa, envolvente, KV, configuración del estator, resistencia, ventana de celdas, empuje y potencia, y esas son las cifras que cita esta guía. Cuando un montaje de campo necesita una cifra de entrada, esa es una especificación que hay que confirmar directamente con el fabricante y no una que deba inferirse de los datos eléctricos, y lo mismo se aplica al efecto a largo plazo de la química de la pulverización sobre rodamientos y conectores, que es el punto en el que un motor BLDC para UAV agrícola queda comprometido con un montaje de campo.

Comparar motores BLDC para UAV agrícola: U3 KV700, P60 Pin KV170, P80 III Pin KV100

Los tres registros siguientes están ordenados por empuje máximo publicado, que es también el orden en el que se ajustan a una masa de depósito creciente para un motor BLDC para UAV agrícola. La tabla reproduce las cifras publicadas para cada modelo, y nada en ella es derivado.

Modelo, configuración del estator, resistencia interna, número de celdas publicado, empuje máximo, potencia máxima a 180 segundos y peso según lo publicado por el fabricante para los tres modelos que figuran actualmente bajo el servicio de UAV agrícola, ordenados por empuje máximo publicado. El empuje máximo y la potencia a 180 segundos son las cifras que el fabricante publica para cada modelo; ambas dependen de la hélice y de la tensión del bus usadas en el ensayo, de modo que solo son comparables dentro del grupo en el sentido de que describen la condición publicada de cada modelo. El número de celdas se muestra tal como se publica, de modo que un rango significa que ese modelo se publica en todo el rango. El peso incluye el cable y el conector cuando el fabricante lo publica así. No aparece ninguna columna de KV porque cada nombre de modelo de la tabla lleva su propia cifra de KV, y no aparece ninguna columna de envolvente porque el servicio aquí descrito gira en torno a las columnas eléctricas y no a las dimensiones del cuerpo.

Leer los tres por masa de depósito

El registro más ligero, el Motor para UAV T-Motor U3 KV700, se publica a 128 g con 1800 g de empuje, lo que lo sitúa en el extremo multirrotor pequeño de la clase de pulverización, donde el depósito es ligero y la hélice pequeña. El registro intermedio, el Motor para UAV T-Motor P60 Pin KV170, se publica a 375 g con 8414 g de empuje, y el más grande, el Motor para UAV T-Motor P80 III Pin KV100, se publica a 649 g con 16344 g de empuje. Leídos en ese orden, los tres describen una escala de una aeronave de pulverización ligera a una pesada, y la masa publicada del motor sube con el empuje que tiene que producir.

Dónde divergen los tres registros

Los tres no escalan de manera uniforme. La resistencia interna baja de 50 mΩ en el registro de entrada a 45 mΩ en el más grande, mientras que el registro intermedio se publica a 80 mΩ, la más alta del grupo; una resistencia más alta es más pérdida en el cobre para una corriente dada, que es una cifra que conviene sopesar frente al empuje que publica cada modelo. La ventana de celdas se ensancha y después se estrecha, de 3-4S en el registro de entrada a 6-14S en el intermedio y 6-12S en el más grande. Para una aeronave en el extremo pesado de la clase de pulverización, el servicio de Dron de carga pesada recoge los registros por encima de este grupo, y la gama T-Motor que hay detrás de estos tres registros se recoge en la página del fabricante T-Motor.

Preseleccionar un motor para UAV agrícola: de la masa del depósito al empuje de vuelo estacionario, KV, tensión de bus y montaje

Una preselección para un motor BLDC para UAV agrícola es más fácil de defender cuando se construye en el orden en que se construye la aeronave. La secuencia siguiente va de la masa que el motor tiene que levantar hasta los detalles que deciden si el registro elegido encaja en el montaje, y se aplica a los registros bajo el servicio de UAV agrícola con la misma facilidad que a cualquier registro comparable añadido después.

Fijar primero la masa del depósito y el empuje de vuelo estacionario

Partir de la masa total de la aeronave cargada, incluidos el depósito lleno, el bastidor y la electrónica de la carga útil. El empuje necesario para mantener el vuelo estacionario y para ascender se sitúa por encima de esa masa, y el empuje máximo publicado de cada candidato es la primera columna que comparar con ella. Un registro cuyo empuje publicado se sitúa cerca del requisito de vuelo estacionario deja poco margen para un depósito lleno en un día caluroso, que es la condición que describe la columna de 180 segundos.

Después el KV, el número de celdas y la envolvente eléctrica

Con la banda de empuje fijada, el diámetro de la hélice apunta a un KV, y la ventana de celdas decide la corriente que el bobinado tiene que transportar para ese empuje. Un bus más alto reduce la corriente para la misma potencia de eje, lo que es más suave para el controlador y para el cableado, de modo que la ventana de celdas y el paso de la hélice se leen juntos y no uno a uno. La resistencia interna de cada candidato es la cifra que convierte esa corriente en pérdida en el cobre, y merece compararse en toda la preselección en este paso.

Después el montaje, el cable y el registro

El último paso decide si el motor preseleccionado encaja en la aeronave. La envolvente publicada, el patrón de montaje y la longitud del cable de un motor para UAV agrícola preseleccionado tienen que coincidir con el brazo y el trazado que usa la aeronave, y cualquier cifra que el registro deje abierta es una pregunta para el fabricante y no un valor que dar por supuesto. Cerrar la preselección con los detalles de integración y no con las cifras de la placa de características es lo que evita que un candidato prometedor falle en el montaje.

Preguntas frecuentes

Recursos oficiales

T-Motor publica una página de producto oficial para cada unidad con su panel de especificaciones, y esas páginas siguen siendo la fuente de referencia para cada cifra citada en esta guía sobre un motor BLDC para UAV agrícola - por ejemplo la página de producto del U3 KV700, la página de producto del P60 Pin KV170 y la página de producto del P80 III Pin KV100. Cada página indica la hélice y la tensión con las que se midieron sus cifras, que es la condición que hay que comprobar antes de comparar dos registros cualesquiera.

Adónde ir después

Para preseleccionar un motor BLDC para UAV agrícola en lugar de leer, tres herramientas de la plataforma hacen el trabajo en secuencia. Recorrer la categoría completa de Motores para UAV para ver los tres registros de aquí junto a los modelos Navigator y de carga pesada, usar Selección para acotar por número de celdas, masa y potencia publicada, y después enfrentar los candidatos entre sí en Comparar productos. La página de aplicación de UAV agrícola contiene el mismo servicio con sus propios atributos de filtro, y la página del fabricante T-Motor reúne toda la gama que hay detrás de estos registros.

Otros tres artículos cubren las partes de este tema que un servicio agrícola no resuelve. Motores para UAV: ajuste de KV, empuje y masa a la aeronave lee los mismos motores desde una perspectiva general de UAV, BLDC para UAV industrial: ciclo de servicio, redundancia y carga útil cubre la misión industrial repetida que comparten estas aeronaves, y Motores para drones de carga pesada: tres opciones T-Motor de 2.85 kg a 101 kg de empuje cubre el rango de empuje por encima de este grupo. Entre ellos, los tres tratan la misma pregunta, un BLDC para UAV agrícola, desde servicios que se sitúan junto a este.