Un motor BLDC y el controlador electrónico de velocidad que lo acompaña se especifican en dos lenguajes distintos. La página del motor habla en KV, empuje y corriente de pico; la página del ESC habla en amperios continuos, número de celdas y tasa de conmutación. La mayoría de los problemas de propulsión que se atribuyen al firmware o a la afinación se deciden en el momento en que se comparan esas dos fichas, y la comparación solo funciona cuando el lado del motor publica lo suficiente para contrastar. Esta guía expone cómo se hace en la práctica el emparejamiento de motor y ESC: qué tres números cruzan la frontera, cómo el número de polos convierte la velocidad mecánica en eléctrica, de dónde sale realmente la cifra de corriente y por qué un motor documentado hace que todo el emparejamiento de motor para drones y ESC sea verificable antes del primer vuelo.

Respuesta rápida

Un motor para drones y un ESC se emparejan con tres cifras: el valor KV, la corriente que el motor consumirá con la hélice elegida y el número de celdas del paquete. El KV multiplicado por la tensión del paquete da la velocidad sin carga que el controlador debe conmutar, y esa velocidad multiplicada por el número de pares de polos da la tasa de conmutación eléctrica a la que debe responder. La cifra de corriente decide el régimen nominal del controlador, y el número de celdas decide el techo de tensión que debe admitir, a plena carga y no en nominal.

El orden importa. La hélice y la aeronave fijan el requisito de empuje, el requisito de empuje fija el motor, y el motor junto con el paquete fijan la corriente y la velocidad eléctrica. El controlador se elige al final, a partir de números que el motor y la hélice ya han fijado. Resolver un emparejamiento de motor para drones y ESC en la dirección opuesta, es decir, elegir primero un controlador y buscar después un motor que lo soporte, casi siempre termina con un controlador trabajando cerca del límite térmico o con un motor retenido por debajo del empuje para el que se compró.

La diferencia práctica entre un emparejamiento sencillo y uno difícil suele estar en la documentación. Una página de motor que publica empuje en varios puntos de acelerador, una corriente de pico con la duración que mantiene, la configuración de polos y la sección del cable ofrece lo suficiente para dimensionar un controlador sobre el papel. Una ficha de motor para drones y ESC construida sobre una página que solo publica un KV y una masa no puede cerrarse del mismo modo, y la diferencia debe recuperarse en un banco de pruebas.

El motor es el ancla, el ESC es la restricción

En una cadena de propulsión el motor convierte energía eléctrica en empuje, y el controlador decide con qué rapidez y con qué precisión puede dirigirse esa conversión. Tratar a los dos como pares tiende a producir una combinación de motor para drones y ESC sobredimensionada en el controlador o infradimensionada en el motor. Tratar el motor como ancla y el controlador como restricción mantiene la secuencia de dimensionado en el orden correcto, y ese orden es la base de todo ejercicio de emparejamiento de motor y ESC que sobrevive al contacto con un banco.

Qué hace el ESC en la cadena

Un controlador brushless no tiene escobillas que realicen la conmutación, así que sintetiza el campo giratorio. Lee la posición del rotor, a partir de sensores Hall, de la fuerza contraelectromotriz o de ambos, y conmuta las tres fases en la secuencia que mantiene el campo del estator por delante del rotor. Cada revolución eléctrica contiene por tanto un número fijo de pasos de conmutación, y cada revolución mecánica contiene tantas revoluciones eléctricas como pares de polos tenga el rotor. Esa única relación explica por qué el número de polos, que parece un detalle del motor, acaba siendo una restricción para la pareja formada por el motor para drones y el ESC.

El controlador también transporta toda la corriente de fase. En una aeronave de 12S con un motor de elevación grande, esa corriente puede mantenerse por encima de 150 A durante segundos, y los interruptores, la resistencia de derivación y el cobre deben soportarlo. El dispositivo es por tanto a la vez un elemento de temporización y un elemento de potencia, y ambos papeles tienen límites separados: uno se expresa en RPM eléctricas y el otro en amperios y grados Celsius.

Por qué la ficha del motor va primero

El empuje es el requisito que realmente tiene la aeronave. El empuje en estacionario por rotor, el margen de ascenso y el número de rotores fijan juntos un objetivo de empuje, y un objetivo de empuje para un diámetro de hélice y un número de celdas dados apunta a una banda estrecha de tamaños de motor. Una vez fijado el motor, los datos publicados fijan la corriente con la hélice elegida y la velocidad que debe conmutarse. Trabajar en este orden significa que cada número posterior de una especificación de motor para drones y ESC tiene un origen, que es la única forma de comprobar un emparejamiento sin banco.

Los tres números que cruzan la frontera

Tres magnitudes viajan de la ficha del motor a la ficha del controlador: el KV, que convierte la tensión del paquete en velocidad; la corriente que consumirá la hélice, que fija el régimen del controlador; y el número de polos, que convierte la velocidad mecánica en tasa de conmutación eléctrica. Una cuarta cifra, la resistencia interna, no dimensiona el controlador directamente, pero predice qué parte de la tensión del paquete se pierde como calor a corriente alta y, por tanto, qué parte de la tensión nominal queda para producir velocidad. Esa cuarta cifra es a menudo lo que separa dos combinaciones de motor para drones y ESC que parecen idénticas sobre el papel.

Tres números que unen motor para drones y ESC: KV, corriente de pico y número de celdas

KV: velocidad por voltio

El KV es la constante de velocidad sin carga, expresada en revoluciones por minuto por voltio. Un motor marcado KV160 gira a unos 160 rpm por cada voltio aplicado, así que en un paquete de 12S a 44.4 V nominales alcanza unas 7104 rpm sin hélice montada. La cifra es una propiedad del bobinado, ya que menos vueltas de hilo más grueso elevan el KV y más vueltas de hilo más fino lo reducen, y no dice nada directamente sobre el par. Dos motores con el mismo KV pueden diferir mucho en masa, resistencia y par continuo, y por eso el KV por sí solo es una base pobre para seleccionar motor para drones y ESC.

Para el emparejamiento con el controlador, el KV cumple una función: predice la velocidad que debe conmutarse en la parte alta del rango de acelerador. Un motor de KV alto con pocas celdas y un motor de KV bajo con muchas celdas pueden llegar a la misma velocidad mecánica desde direcciones opuestas, y el controlador ve la misma tasa eléctrica en ambos casos.

Corriente de pico: lo que deben soportar los interruptores

La corriente la fija la carga, no la etiqueta del motor. Un motor de 57 A de pico consume esa corriente solo cuando la hélice exige el par que la produce: a pleno acelerador, con un paquete recién cargado y con la hélice especificada. El mismo motor con una hélice más pequeña consume menos y se calienta menos; con una más grande consume más y puede superar la ventana que publica. Esta es la cifra que con más frecuencia decide un emparejamiento de motor para drones y ESC en la práctica.

La corriente de pico publicada debe leerse por tanto junto con la hélice y el número de celdas con los que se midió, y junto con la ventana temporal para la que es válida. Una cifra declarada para 180 s describe una situación térmica distinta de otra declarada para 15 s, y un controlador dimensionado contra la ventana equivocada quedará sobredimensionado o sin protección.

Número de celdas: el techo de tensión

El paquete decide la tensión que el controlador debe bloquear y la velocidad que intentará alcanzar el motor. Un paquete de 12S es de 44.4 V nominales pero 50.4 V a plena carga, y uno de 24S es de 88.8 V nominales y 100.8 V a plena carga. Los controladores se especifican frente a la tensión que verán realmente, así que la cifra de plena carga es la que cuenta en la parte alta del rango de acelerador. El margen entre la tensión de plena carga del paquete y el régimen del controlador es lo que absorbe los picos regenerativos cuando una hélice grande se desacelera con rapidez: un detalle que solo aparece en un emparejamiento de motor para drones y ESC cuando el número de celdas es alto.

Qué debe publicar el lado del motor

Emparejar un motor para drones y un ESC es un ejercicio de leer dos conjuntos de datos publicados uno contra otro. Cuando un lado es escaso, la comparación degenera en conjeturas, y las conjeturas a 150 A salen caras. Cuatro campos hacen la mayor parte del trabajo en el emparejamiento de motor y ESC, y todos ellos son visibles en una página de producto bien documentada.

Empuje en más de un punto de acelerador

Una sola cifra de empuje principal dice a un equipo de diseño qué puede hacer el motor a pleno acelerador con una hélice. Una tabla de empuje que recorre el 50 por ciento, el 75 por ciento y el 100 por ciento indica cuánto de ese empuje está disponible en el acelerador con el que la aeronave cruza realmente, y qué corriente cuesta cada escalón. El vuelo estacionario rara vez está a pleno acelerador, así que las filas de acelerador parcial son las que deciden el tiempo de vuelo y el calentamiento del controlador, y son las filas sobre las que debe construirse un emparejamiento de motor para drones y ESC.

La duración detrás de una cifra de corriente

Una corriente de pico sin ventana es un número incompleto. Un motor que mantiene 150 A durante 15 s y otro que mantiene 150 A durante 180 s son máquinas distintas, y la diferencia es masa térmica en los bobinados y el estator. La ventana también indica al diseñador del controlador cuánto debe durar el régimen de ráfaga, que es un dato más útil que la cifra de ráfaga por sí sola.

Configuración de polos y sección del cable

La configuración de polos, escrita como número de ranuras y polos, por ejemplo 12N14P o 36N42P, fija la tasa de conmutación eléctrica y la suavidad de funcionamiento a baja velocidad. La sección del cable fija la corriente que puede transportar sin calentamiento excesivo y, por tanto, si el régimen del controlador puede llegar realmente al motor. Un controlador de 200 A conectado mediante un cable dimensionado para 100 A es un sistema de 100 A diga lo que diga la etiqueta, y esa es una de las formas más silenciosas de degradar un emparejamiento de motor para drones y ESC.

Resistencia interna y la tensión que llega al motor

La resistencia interna es el campo más pequeño de la página y uno de los más informativos. A 150 A, un bobinado de 40 mΩ deja caer 6 V, una fracción significativa de un paquete de 44.4 V, y disipa 900 W en forma de calor dentro del motor. Dos motores con el mismo KV y el mismo empuje pueden tener resistencias muy distintas, y el de menor resistencia mantendrá mejor la velocidad bajo carga y se calentará menos con la misma corriente. Para un emparejamiento de motor para drones y ESC en la parte alta del rango de corriente, este único campo explica a menudo una diferencia que las cifras principales no muestran.

Once registros AT y V leídos como un único conjunto de especificaciones

Los registros siguientes proceden de las páginas del fabricante de once modelos de T-Motor, repartidos entre la familia AT de ala fija y la familia V de elevación. Se presentan como un solo conjunto porque muestran el mismo problema de motor para drones y ESC a tres escalas muy distintas: un motor de 60 g en 4S, un motor de 350 g en 12S y un motor de 1680 g en 24S. Para el extremo de ala fija del conjunto, el lado de la aeronave de la elección se desarrolla en Motores BLDC para modelo de ala fija: casar KV, hélice y potencia de crucero.

ModeloKVLiPoPotencia máx. (W)Corriente de pico (A)Empuje máx. (g)
Motor para drones T-Motor AT2312 KV115011502-4S35025 (180 s)1244
AT2317 KV8808802-4S35025 (180 s)1670
AT2321 KV9509502-4S45030 (180 s)1912
AT2820 KV8808803-4S70045 (180 s)2755
AT2826 KV9009003-4S82057 (180 s)3409
Motor para drones T-Motor AT4125 KV25025012S220050 (180 s)7053
V804 KV17017012S5200115 (duración no publicada)17358
V807 KV17017012S6800150 (duración no publicada)20997
Motor para dron VTOL T-Motor V10 KV16016012S7000155 (duración no publicada)27976
V10L KV17017012S9000196 (duración no publicada)31798
Motor para dron VTOL T-Motor V13L KV656524S6000190 (15 s)55454

Fuente: páginas de producto del fabricante para cada modelo. Las cifras de empuje son las máximas declaradas para el modelo y dependen de la hélice utilizada en el ensayo del fabricante. Una cifra entre paréntesis después de la corriente es la duración durante la cual se declara ese pico; cuando la página no da duración, el paréntesis indica duración no publicada. Para V13L, la cifra de potencia publicada y la corriente publicada a la tensión nominal de 24S no concuerdan, así que la fila se usa aquí solo para empuje y corriente, a la espera de que el fabricante aclare la condición de ensayo; la cifra de potencia publicada para esa fila no se usa en ninguna comparación de empuje frente a potencia.

Las filas AT de ala fija

Las filas AT abarcan de 60 g a 350 g y de 2S a 12S. AT2312 a AT2321 se sitúan en la misma banda de 350-450 W en 2-4S, y la progresión de empuje de 1244 g a 1912 g proviene en gran medida del estator más largo y no del KV, que se mueve en ambas direcciones entre los tres: 1150, 880 y 950 rpm/V. AT2820 y AT2826 llevan la misma disposición 12N14P hasta 700 W y 820 W en 3-4S. AT4125 salta a 12S y 2200 W, y el KV baja a 250 rpm/V: el bobinado es mucho más lento porque la tensión del paquete es mucho más alta.

Las filas V de elevación

Las filas V son el lado de elevación del mismo problema. V804 y V807 comparten KV170 y 12S pero difieren en volumen de estator, lo que se traduce en 5200 W frente a 6800 W y 17358 g frente a 20997 g de empuje. V10 y V10L comparten disposición 36N42P y 12S, y el V10L, más grande, cambia KV170 por KV160 al pasar de 7000 W a 9000 W. V13L es el caso atípico: 42N38P, KV65, 24S y 55454 g de empuje desde un motor de 1680 g. Leídas en conjunto, estas filas muestran hasta dónde puede moverse una ficha de motor para drones y ESC solo por volumen de estator.

Una comprobación cruzada de diez segundos

La corriente de pico multiplicada por la tensión nominal del paquete debería quedar cerca de la potencia máxima publicada. Para V10, 155 A a 44.4 V dan unos 6882 W frente a 7000 W publicados. Para V10L, 196 A a 44.4 V dan unos 8702 W frente a 9000 W. Para AT2826, 57 A a 14.8 V dan unos 843 W frente a 820 W. La coincidencia no es exacta, porque las cifras proceden de puntos distintos de la curva de ensayo, pero una fila en la que el producto se aleja mucho de la cifra de potencia es una fila que conviene cuestionar antes de usarla para dimensionar un controlador en una decisión de emparejamiento de motor y ESC.

El número de polos convierte las RPM en tasa de conmutación

Pares de polos, no polos

La tasa eléctrica depende de los pares de polos. Un motor 12N14P tiene 14 imanes, es decir 7 pares de polos, así que una revolución mecánica contiene siete revoluciones eléctricas. Un motor 36N42P tiene 21 pares de polos, y un motor 42N38P tiene 19. Para la misma velocidad mecánica, estas tres configuraciones presentan al controlador tasas eléctricas en una proporción de 7 a 21 a 19. Nada más en una ficha de motor para drones y ESC es tan fácil de pasar por alto como esta proporción, y la versión del cálculo para el lado de elevación se expone en Motores para drones VTOL: equilibrar el empuje en vuelo estacionario y la eficiencia en crucero.

Un ejemplo resuelto a 24S

V13L está marcado KV65 en 24S. A 88.8 V nominales, el KV multiplicado por la tensión da unas 5772 rpm en el eje sin hélice montada. Con 19 pares de polos, eso son aproximadamente 109668 revoluciones eléctricas por minuto. La misma aritmética en V10 con KV160 y 12S da unas 7104 rpm mecánicas, que con 21 pares de polos son aproximadamente 149184 rpm eléctricas: una tasa eléctrica más alta en una combinación que parece más lenta, solo por el número de polos.

Qué debe hacer el controlador con el número

Las RPM eléctricas son la tasa a la que el controlador debe resolver la posición del rotor y conmutar las fases. Es el número que se compara con el límite de conmutación declarado por el controlador, y el que explica por qué un motor de elevación con muchos polos puede ser más difícil de gobernar que un motor de KV bajo de potencia similar. Las cifras anteriores son estimaciones sin carga a partir de constantes publicadas, así que son cotas superiores: bajo la carga de la hélice el eje se frena y la tasa eléctrica cae con él. Estimar en la parte alta del rango sigue siendo el hábito correcto, porque el momento de menor carga, es decir un golpe de acelerador con un paquete recién cargado, es justo cuando un par de motor para drones y ESC tiene más probabilidades de perder sincronismo.

Margen de corriente: de dónde sale el régimen del ESC

Un ESC para un motor de dron se especifica por parejas: una cifra continua que puede mantenerse indefinidamente y una cifra de ráfaga válida durante un número declarado de segundos. El motor publica una pareja similar, aunque a menudo solo como un pico con ventana. Una regla practicable es que el régimen continuo cubra la corriente que consume la hélice en la condición dominante de la misión, vuelo estacionario en un multirrotor o crucero en un ala fija, y que el régimen de ráfaga cubra el pico del motor durante al menos la misma ventana que el motor declara. La aritmética de empuje frente a margen que hay detrás de esa regla se expone en Dimensionar un motor de dron de empuje elevado: carga útil, eficiencia y margen térmico.

Dimensionar solo por el pico del motor es un error frecuente en la dirección opuesta: un controlador comprado para igualar un pico de 196 A puede duplicar la masa y el coste necesarios para una máquina que consume 60 A en estacionario y toca el pico durante dos segundos en un ascenso. El emparejamiento de motor para drones y ESC es por tanto un emparejamiento con la misión, no con el máximo de cada campo.

La distancia entre el banco y la aeronave

Las cifras de empuje y corriente del fabricante se miden en un banco con una hélice declarada, un suministro estable y flujo de aire libre. En una aeronave, el mismo motor encuentra una admisión más caliente, un suministro menos ideal y una hélice que se descarga de forma distinta en vuelo hacia adelante. La corriente con un acelerador dado puede diferir por tanto de la tabla en cualquiera de las dos direcciones, y por eso un primer vuelo con acelerador reducido y corriente registrada vale más que un emparejamiento cuidadoso solo sobre el papel.

Bandas de tensión y el número de celdas que el ESC debe admitir

Nominal frente a plena carga

Un paquete de 12S se llama 44.4 V y marca 50.4 V cuando está lleno; uno de 24S se llama 88.8 V y marca 100.8 V. Los controladores se especifican para la tensión que deben soportar, y el caso de soporte es el paquete lleno más lo que la hélice empuja de vuelta durante la desaceleración. Un controlador de 50 V en un paquete de 12S no tiene margen a plena carga; uno de 60 V sí lo tiene, y ese margen es el seguro más barato de la cadena.

Las bandas en los registros

Los once registros caen en tres bandas. El grupo AT2312 a AT2321 trabaja en 2-4S, lo que sitúa un paquete de 4S en 16.8 V a plena carga y mantiene la selección de controlador en la clase pequeña y económica. AT2820 y AT2826 añaden una celda y siguen en la misma clase. AT4125 y los cuatro motores V de elevación trabajan en 12S, que es donde la elección de controlador empieza a importar por el margen de tensión y donde los regímenes continuos de clase 100 A se vuelven normales. V13L trabaja en 24S y queda solo en lo alto del rango, con el mayor número de celdas y el KV más bajo del conjunto: la combinación que introduce la mayor separación entre tensión nominal y de plena carga en una sola decisión de motor para drones y ESC. El lado de tensión del compromiso más amplio se desarrolla en Motores BLDC para UAV de larga autonomía: eficiencia, masa y tensión del bus.

Cuando la tensión del paquete viene fijada por una aeronave existente y no por elección, la comparación de conjuntos de propulsión completos del lado de elevación es una vía más rápida que la búsqueda de un solo motor: Serie T-Motor VL: 16 conjuntos de propulsión VTOL de 12 kg a 150 kg de MTOW.

La carga de la hélice decide la corriente, no la etiqueta

Mismo KV, hélice distinta

Dos motores con el mismo KV y el mismo número de celdas pueden consumir corrientes muy distintas del mismo paquete, porque la corriente sigue al par que exige la hélice. Un diámetro mayor o un paso más alto cargan más el motor en cualquier ajuste de acelerador, y la corriente sube más rápido que el empuje. Por eso un motor que parece cómodo con una hélice de 10 in puede quedar fuera de la ventana con una de 12 in, y por eso la hélice pertenece a la ficha de emparejamiento de motor y ESC y no a lo que viene después.

Leer el empuje por amperio

Dividir el empuje publicado por la corriente publicada en el mismo punto de ensayo da un índice de eficiencia aproximado para comparar candidatos, y es el número que decide el tiempo de vuelo. AT2312 devuelve unos 50 g por amperio en el punto de pico; AT4125 devuelve unos 141 g por amperio. La comparación no es homogénea, porque los dos se miden con hélices distintas y en puntos distintos de la curva, pero dentro de una misma familia y una misma condición de ensayo, el índice separa las combinaciones eficientes de las que solo son potentes.

Una secuencia de emparejamiento de la hélice al ESC

Cinco pasos, en este orden, mantienen cada número de un emparejamiento de motor para drones y ESC trazable a un origen.

Paso uno: fijar el objetivo de empuje. El empuje en estacionario por rotor sale de la masa total, el número de rotores y el margen empuje-peso que necesita la misión. Los márgenes de ascenso y de viento se añaden aquí, no después.

Paso dos: elegir la hélice y el número de celdas. Esos dos elementos juntos fijan el punto de funcionamiento. Una hélice más grande con un KV más bajo y una más pequeña con un KV más alto pueden alcanzar el mismo empuje, y la elección cambia carga de disco por masa del motor.

Paso tres: elegir el motor por el empuje al acelerador de crucero. La fila relevante es la del acelerador que la aeronave mantiene en la misión, no la cifra principal a pleno acelerador. Conviene leer también la corriente de esa fila, porque es la corriente que el controlador transportará durante la mayor parte del vuelo.

Paso cuatro: convertir el motor en una ficha para el controlador. Multiplicar el KV por la tensión de plena carga del paquete para el techo de velocidad, multiplicar por los pares de polos para la tasa eléctrica, y tomar la corriente de pico con la ventana declarada. Esas cuatro cifras son toda la ficha.

Paso cinco: seleccionar un ESC para un motor de dron con margen en los tres ejes. Corriente continua por encima de la corriente de misión, corriente de ráfaga por encima del pico del motor durante al menos la ventana declarada, y un régimen de tensión por encima de la tensión del paquete a plena carga. Confirmar que la sección del cable y el conector coinciden con la corriente que el controlador puede entregar, porque una discrepancia ahí degrada la cadena sin avisar.

Dónde aparece primero un desajuste de motor para drones y ESC

Pérdida de sincronismo a alta velocidad eléctrica

El primer síntoma de que se acerca un límite de conmutación suele ser una pérdida de sincronismo ante un cambio rápido de acelerador: el motor tartamudea, el controlador se apaga y la máquina baja una esquina. Ocurre en el momento de menor carga y mayor tasa, que es exactamente la condición que una estimación de tasa eléctrica pretende predecir. Un controlador con más margen de temporización, o un motor con menos pares de polos para el mismo empuje, mueven ambos el margen en la dirección correcta.

Calor en los interruptores

Un ESC para un motor de dron que trabaja cerca del régimen continuo se calienta antes de fallar, y el calor se concentra en los interruptores y la resistencia de derivación. Un vuelo estacionario sostenido al 80 por ciento de un régimen continuo en aire en calma no es lo mismo que la misma corriente con un flujo de aire de 25 km/h. El margen térmico forma parte del emparejamiento de motor para drones y ESC, no es un refinamiento.

Resolución del acelerador y caída de tensión

Un controlador sobredimensionado para el motor pasa la parte baja del rango haciendo muy poco, y un paquete cerca del límite de corriente cae bajo carga, lo que reduce la tensión que ve el motor y por tanto la velocidad que produce. Ambos efectos aparecen como una máquina poco reactiva justo donde la reacción más importa: durante una recuperación o una racha. Ninguno se resuelve cambiando solo el controlador.

Por qué un motor documentado hace verificable el emparejamiento de motor y ESC

Cada paso de la secuencia anterior depende de un número publicado. Cuando la página del motor publica empuje en varios puntos de acelerador, una corriente de pico con la ventana declarada, una configuración de polos y una sección de cable, la ficha del controlador se deduce por aritmética y otro ingeniero puede comprobarla sin tocar hardware. Cuando esos campos faltan, las mismas decisiones deben recuperarse de un banco de pruebas, y un banco a 150 A no es un sustituto barato de una especificación.

Ese es el argumento práctico para comprar a fabricantes que publican datos completos de propulsión y no un KV principal y una masa. Una tabla de empuje publicada es un compromiso: nombra la hélice, el número de celdas y los puntos de acelerador, y puede volver a medirse. Una corriente de pico publicada con una ventana declarada es una afirmación térmica que puede compararse entre modelos. Un número de polos hace calculable la tasa eléctrica antes de elegir el controlador, y una sección de cable hace comprobable la ruta de corriente de extremo a extremo. Ninguno de estos campos es exótico, y todos son visibles en los registros usados en este artículo, que es lo que convierte el emparejamiento de motor y ESC de una opinión en una auditoría.

La misma lógica se aplica al lado del controlador: un controlador cuyos regímenes continuo y de ráfaga se declaran con las condiciones de ensayo puede emparejarse con un motor del mismo modo. Cuando ambos lados publican, el emparejamiento de motor para drones y ESC deja de ser cuestión de opinión y pasa a ser un cálculo que cierra o no cierra.

Puntos clave

  • La hélice fija el empuje, el empuje fija el motor, y el motor junto con el paquete fija la ficha del controlador: en ese orden, y ese orden es todo el emparejamiento de motor y ESC.
  • El KV multiplicado por la tensión de plena carga del paquete da el techo de velocidad; multiplicado por los pares de polos da la tasa de conmutación eléctrica contra la que se mide un límite de controlador.
  • La corriente de pico solo tiene sentido con la duración y con la hélice de ensayo. Una cifra de 15 s y una de 180 s describen realidades térmicas distintas.
  • El régimen de tensión del controlador debe compararse con la tensión del paquete a plena carga, no con la nominal.
  • La sección del cable y el régimen del conector pertenecen al presupuesto de corriente; un controlador de 200 A detrás de un cable de 100 A es un sistema de 100 A.
  • Una resistencia interna menor mantiene mejor la velocidad bajo carga y se calienta menos con la misma corriente, lo que importa sobre todo en la parte alta del rango.
  • Un emparejamiento documentado de motor para drones y ESC puede comprobarse sobre el papel antes del primer vuelo; uno no documentado debe recuperarse en un banco.

Preguntas frecuentes

Q¿Qué régimen de corriente necesita un ESC para un motor de dron?

El suficiente para la condición dominante de la misión en el régimen continuo, y para el pico del motor en el régimen de ráfaga durante al menos la ventana que el motor declara. La corriente que consume la hélice en estacionario o en crucero queda muy por debajo de la cifra continua, mientras que el pico aparece solo en ascensos y con paquetes recién cargados. Dimensionar solo por el pico del motor tiende a producir un controlador más pesado y más caro de lo que la misión requiere.

Q¿Cómo cambia el número de polos la tasa de conmutación que un ESC debe seguir?

Una revolución mecánica contiene tantas revoluciones eléctricas como pares de polos tenga el rotor, así que la tasa eléctrica es la velocidad del eje multiplicada por los pares de polos. Un rotor de 42 polos a la misma velocidad de eje presenta tres veces la tasa de conmutación de un rotor de 14 polos. Los controladores tienen una tasa finita a la que pueden resolver la posición y conmutar las fases, y por eso un número de polos alto reduce el margen de temporización incluso cuando corriente y tensión parecen cómodas.

Q¿Por qué un desajuste aparece como calor antes que como pérdida de empuje?

Porque las pérdidas resistivas y de conmutación suben con la corriente antes de que la hélice deje de producir empuje. Un controlador al 80 por ciento del régimen continuo en aire en calma se calienta más que con la misma corriente en un flujo de aire de 25 km/h, y el calor se concentra en los interruptores y la resistencia de derivación. El empuje solo se derrumba cuando el controlador reduce el régimen o pierde sincronismo, y para entonces el margen térmico ya se ha gastado.

Q¿Qué ocurre cuando la banda de tensión del ESC es más estrecha que el número de celdas del motor?

El controlador ve más que el régimen a plena carga, antes incluso de aplicar acelerador. Un paquete de 12S llega a 50.4 V y uno de 24S a 100.8 V, así que un controlador especificado por debajo de esas cifras no tiene margen de soporte al inicio de un vuelo ni durante la desaceleración de una hélice grande. El régimen debe superar la tensión de plena carga, no la nominal.

Q¿Es un régimen de corriente más alto un emparejamiento más seguro para una carga de hélice dada?

No automáticamente. Un controlador más grande añade masa y coste, y no corrige un límite de conmutación ni un problema de margen de tensión. Lo que sí compra es margen térmico a la corriente de misión, que importa donde el flujo de aire sobre el controlador es pobre. El régimen debe seguir a la corriente publicada con la hélice y el número de celdas elegidos, más la tasa eléctrica a la velocidad resultante.

Q¿Qué añade una tabla de empuje publicada a un emparejamiento de motor y ESC?

Hace que el emparejamiento sea comprobable en lugar de supuesto. Una tabla que nombra la hélice, el número de celdas y los puntos de acelerador permite leer directamente la corriente al acelerador de misión y comprobar el pico contra la ventana declarada. Sin ella, los mismos números deben recuperarse en un banco de pruebas, y por eso los registros documentados acortan el camino de la elección de motor a la elección de controlador.

Recursos oficiales

Las páginas del fabricante que hay detrás de cada registro contienen las condiciones de ensayo completas, incluida la hélice y el número de celdas usados para las cifras de empuje y corriente. Para la serie AT y la serie V, esas páginas son la fuente primaria de cada número de la tabla comparativa, y conviene consultarlas antes de fijar una elección final de controlador.

Motores para drones para aeronaves de ala fija y VTOL

Los registros individuales citados arriba se recogen en Selección, junto con las categorías de aeronave a las que sirven, incluidas Modelo de ala fija. Cuando una página de motor y una de controlador discrepan sobre la misma corriente, la hélice y el número de celdas que hay detrás de cada cifra son lo primero que conviene comparar.