फ़िक्स्ड-विंग मॉडल के लिए BLDC मोटर: KV, प्रोपेलर और क्रूज़ शक्ति का मिलान

फ़िक्स्ड-विंग मॉडल अपनी उड़ान का समय एक ही परिचालन बिंदु पर बिताता है और उसकी मोटर थ्रस्ट के एक झोंके के बजाय उसी बिंदु के लिए आकार दी जाती है। Fixed-wing मॉडल अनुप्रयोग में वर्तमान में समूहित फ़िक्स्ड-विंग मॉडलों की सात BLDC मोटरें सभी T-Motor AT आउटरनर हैं, और इस समूह में KV 1450 से घटकर 160 तक, द्रव्यमान 47 g से 780 g तक तथा प्रकाशित 180 सेकंड की शक्ति 250 W से 4800 W तक चलती है। यह परास एक सिरे पर 320 g के सेलप्लेन और दूसरे सिरे पर 40CC-श्रेणी के मैपिंग प्लेटफ़ॉर्म को संबोधित करती है, इसलिए उपयोगी प्रश्न यह नहीं कि इनमें से कौन सबसे शक्तिशाली है, बल्कि यह कि प्रत्येक को कौन-सा प्रोपेलर घुमाना है और वह प्रोपेलर किस बस वोल्टेज से मेल खाता है।

संक्षिप्त उत्तर

फ़िक्स्ड-विंग मॉडल के कार्यभार के लिए BLDC मोटर को अकेले एक घटक के रूप में नहीं, बल्कि एक श्रृंखला के भाग के रूप में चुना जाता है। प्रोपेलर सबसे पहले आता है, क्योंकि उसका व्यास और पिच वह भार तय करते हैं जिसे वाइंडिंग को घुमाना है; सेल संख्या दूसरे स्थान पर आती है, क्योंकि वह वह वोल्टेज तय करती है जो वाइंडिंग देखती है; और KV इन दोनों को जोड़ता है, क्योंकि KV शाफ़्ट गति तथा लगाए गए वोल्ट के बीच का अनुपात है। जिस मॉडल को बड़ा, उच्च-पिच प्रोपेलर धीरे घुमाना है, उसे कम KV और अधिक सेल संख्या चाहिए - AT4130 KV230 और AT7224 KV160 क्रमशः 12S और 10-12S पर समूह के उसी सिरे पर बैठते हैं। जिस हल्के एयरफ़्रेम को छोटे पैक पर तेज़ चढ़ाई चाहिए, उसे इसका विपरीत चाहिए - AT2308 KV1450 2-4S पर छोटा प्रोपेलर तेज़ी से घुमाता है। इनके बीच, AT2814 KV900, AT3520 KV550 और AT3530 KV580 3-4S तथा 4-6S पर 1.3 kg से 2.4 kg के बैंड को कवर करते हैं, और AT4120 KV250 12S पर AT3530 के ऊपर का चरण भरता है।

इससे तीन परिणाम निकलते हैं, और यही कारण है कि फ़िक्स्ड-विंग की चयन-सूची शक्ति वाले कॉलम से तय नहीं होती। पहला, प्रकाशित 180 सेकंड की शक्ति क्रूज़ रेटिंग के बजाय एक ऊष्मीय सीमा है, इसलिए जिस मोटर से स्थिर थ्रॉटल पर लंबी सॉर्टी की अपेक्षा हो, उसे उसके सतत व्यवहार के विरुद्ध पढ़ना चाहिए। दूसरा, क्रूज़ पर जो दक्षता मायने रखती है वह मध्यम धारा पर की दक्षता है, जहाँ वाइंडिंग प्रतिरोध और आयरन ह्रास दिखते हैं - पूरे थ्रॉटल पर नहीं, जहाँ इस समूह की प्रत्येक मोटर स्वीकार्य दिखती है। तीसरा, पिच स्पीड, जो वह आंकड़ा है जो वास्तव में बताता है कि एयरफ़्रेम उड़ेगा या नहीं, किसी कॉलम के रूप में प्रकाशित ही नहीं है; यह प्रोपेलर पिच और शाफ़्ट गति से निकालना पड़ता है, और नीचे के अनुभाग बताते हैं कि इस समूह के सात रिकॉर्डों के लिए यह कैसे किया जाए।

आगे दी सामग्री उन मॉडलों के लिए इस प्लेटफ़ॉर्म के पास मौजूद विनिर्देश रिकॉर्डों से ली गई है, और उद्धृत प्रत्येक आंकड़ा निर्माता द्वारा प्रकाशित मान है। जहाँ कोई संख्या दो प्रकाशित कॉलमों पर गणित का परिणाम है - KV आंकड़ों का अनुपात, अथवा दो रिकॉर्डों के बीच बॉडी लंबाई का अंतर - वहाँ उसे उसके उपयोग के स्थान पर वैसा अंकित किया गया है।

फ़िक्स्ड-विंग मॉडल एक BLDC मोटर से क्या माँगता है

फ़िक्स्ड-विंग मोटर का कार्यभार लिफ़्ट मोटर के कार्यभार से मूल रूप से भिन्न है, और यह अंतर विनिर्देश के प्रत्येक कॉलम में दिखता है। मल्टीरोटर छोटे, बार-बार दोहराए जाने वाले बर्स्ट में प्रति इकाई द्रव्यमान थ्रस्ट माँगता है; फ़िक्स्ड-विंग एयरफ़्रेम लंबी अवधि तक एक मध्यम, सतत उत्पादन माँगता है, और यह तब माँगता है जब मोटर ऐसे एयरफ़्रेम में बैठी हो जहाँ कुछ वायुप्रवाह हो पर सक्रिय शीतलन न हो। ये दोनों आवश्यकताएँ एक ही घटक को विपरीत दिशाओं में खींचती हैं।

वाइंडिंग तय करने वाला परिचालन बिंदु हॉवर नहीं, क्रूज़ है

पंखों पर उड़ने वाला विमान थ्रस्ट पर चढ़ता है और फिर समतल उड़ान में आ जाता है, जहाँ प्रोपेलर को केवल ड्रैग पर काबू पाना होता है। यही क्रूज़ अवस्था वह है जहाँ उड़ान का अधिकांश समय बीतता है और जहाँ मोटर के ह्रास सबसे अधिक मायने रखते हैं, क्योंकि क्रूज़ पर जो ह्रास एक वाट के अंश जितना खर्च करता है वह पूरी सॉर्टी के दौरान उतना ही खर्च करता है। इसका वर्णन करने वाला विनिर्देश 180 सेकंड की शक्ति सीमा नहीं, बल्कि मध्यम धारा पर की दक्षता है - वह क्षेत्र जहाँ ताम्र ह्रास और आयरन ह्रास दोनों इतने कम हैं कि मोटर बिना माँगे ठंडी चलती है। जिस मोटर की वाइंडिंग हल्के एयरफ़्रेम के बजाय सतत धारा के लिए आकार दी गई हो, वही उस बिंदु को बनाए रखती है।

प्रोपेलर मोटर से पहले चुना जाता है

किसी दिए गए एयरफ़्रेम के लिए प्रोपेलर पहले तय होता है: व्यास भूमि-निकासी और एयरफ़्रेम की अपनी ज्यामिति से सीमित होता है, और पिच उस गति के विरुद्ध चुनी जाती है जिस पर मॉडल को उड़ना है। इसके बाद मोटर को उस प्रोपेलर को उस गति पर घुमाने में सक्षम होना चाहिए। व्यवहार में इसका अर्थ है कि प्रोपेलर एक आवश्यक शाफ़्ट गति और एक आवश्यक टॉर्क तय करता है, और मोटर के कॉलम इन दोनों आवश्यकताओं के विरुद्ध पढ़े जाते हैं, न कि उलटे क्रम में। क्रम उलटने पर - पहले मोटर चुनना और फिर उसके लिए प्रोपेलर ढूँढना - ऐसे बिल्ड बनते हैं जो या तो ज़्यादा मोटे प्रोपेलर पर धीरे उड़ते हैं या ज़्यादा पतले प्रोपेलर पर पैक की क्षमता से अधिक धारा खींचते हैं।

एयरफ़्रेम का द्रव्यमान शक्ति बैंड तय करता है, और कोई और नहीं

इस समूह में द्रव्यमान का कॉलम और शक्ति का कॉलम एक ही क्रम में चलते हैं, जो पहले दो बिंदुओं का सीधा परिणाम है। AT2308 KV1450 250 W पर 47 g की इकाई है और इसे 320-500 g के सेलप्लेन तथा ट्रेनरों के लिए मोटर बताया गया है; AT3530 KV580 2.2-2.4 kg के एयरफ़्रेमों के लिए 1400 W पर 298 g की इकाई है; AT7224 KV160 30-40CC श्रेणी के लिए 4800 W पर 780 g की इकाई है। तालिका में नीचे पढ़ने पर दोनों कॉलम सबसे हल्के रिकॉर्ड से सबसे भारी तक साथ-साथ चलते हैं, इसलिए जिस उम्मीदवार की प्रकाशित शक्ति उसके द्रव्यमान के लिए इस क्रम से बहुत बाहर हो, उसे चयन-सूची में डालने से पहले जाँचना चाहिए।

टेक-ऑफ़ और चढ़ाई शिखर धारा तय करते हैं, और शिखर संक्षिप्त होता है

धारा के बजट के दो भाग हैं। क्रूज़ धारा वह है जो तय करती है कि मोटर ठंडी चलती है या नहीं, और वह एक सतत आंकड़ा है; टेक-ऑफ़ और चढ़ाई की धारा वह है जो तय करती है कि ESC तथा पैक का आकार सही है या नहीं, और वह उड़ान के एक अंश तक रहती है। प्रकाशित 180 सेकंड की शक्ति इन दोनों के बीच बैठने वाली एक खिड़की है - यह चढ़ाई से लंबी और सॉर्टी से छोटी होती है - इसलिए इसे उस बिंदु के रूप में पढ़ना सर्वोत्तम है जहाँ वाइंडिंग अपनी ऊष्मीय सीमा पर होती है, न कि ऐसी रेटिंग के रूप में जिसे एयरफ़्रेम से उपयोग करने की अपेक्षा हो। पूरे थ्रॉटल पर तीस सेकंड की चढ़ाई सातों मोटरों पर उस खिड़की के भीतर ही रहती है; 180 सेकंड की शक्ति पर उड़ाई गई सॉर्टी सॉर्टी नहीं होती।

फ़िक्स्ड-विंग चयन श्रृंखला: प्रोपेलर, KV और सेल संख्या

फ़िक्स्ड-विंग ड्राइव तय करने वाले तीन चर स्वतंत्र नहीं हैं, और उन्हें स्वतंत्र मानना ही सबसे सामान्य तरीका है जिससे कोई बिल्ड बेमेल हो जाता है। यह श्रृंखला प्रोपेलर से KV तक और फिर सेल संख्या तक चलती है, और प्रत्येक कड़ी अगली को सीमित करती है।

प्रोपेलर व्यास वह भार तय करता है जिसे वाइंडिंग को घुमाना है

बड़ा प्रोपेलर शाफ़्ट पर लंबा लीवर होता है: समान शाफ़्ट गति पर उसे अधिक टॉर्क चाहिए, और BLDC मोटर में टॉर्क धारा से उत्पन्न होता है। इसलिए छोटी मोटर पर बड़े व्यास और उच्च-पिच वाला प्रोपेलर या तो कम शाफ़्ट गति या अधिक धारा माँगता है, और सामान्यतः दोनों। यही कारण है कि इस समूह की कम-KV इकाइयाँ सबसे बड़ी बॉडी भी रखती हैं - AT7224 KV160 780 g पर Ø81.4 × 66.9 mm की इकाई है, और AT4130 KV230 408 g पर Ø50 × 79 mm की इकाई है - जबकि उच्च-KV AT2308 KV1450 47 g पर Ø28.8 × 40.5 mm की इकाई है। बॉडी का आयतन ही वह ताम्र और चुंबकीय पदार्थ रखता है जो बड़े प्रोपेलर की टॉर्क माँग के लिए आवश्यक होता है।

KV शाफ़्ट गति और वोल्ट के बीच का अनुपात है, इसलिए यह गियर अनुपात की तरह व्यवहार करता है

KV प्रति वोल्ट rpm में दिया जाता है, इसलिए यह लगाए गए वोल्टेज को शाफ़्ट गति में बदलता है। एक ही बस पर भिन्न KV आंकड़ों वाली दो मोटरें समान गति पर नहीं चलतीं: स्थिर बस पर बिना भार की गति KV के अनुपात में बढ़ती है, इसलिए दो KV आंकड़ों का अनुपात उनकी बिना भार की गतियों का अनुपात है। इस समूह में AT2814 KV900 और AT3520 KV550 4S पर एक ही बस खिड़की साझा करते हैं, और गणित 900 ÷ 550 = 1.64 देता है, इसलिए भार लगने से पहले उसी पैक पर AT2814 अपना प्रोपेलर AT3520 की तुलना में लगभग 1.64 गुना तेज़ घुमाता है। यही तर्क समूह के छोरों पर लगाने से - AT2308 KV1450 बनाम AT4130 KV230 - एक साझा बस पर लगभग 6.3 का अनुपात मिलता है, और यही पूरा कारण है कि तालिका के दोनों सिरे विनिमेय नहीं हैं।

सेल संख्या उसी अनुपात का दूसरा आधा है

यदि प्रोपेलर को एक निश्चित शाफ़्ट गति चाहिए, तो वह गति कम सेल संख्या पर उच्च-KV मोटर से या अधिक सेल संख्या पर कम-KV मोटर से पाई जा सकती है। ये दोनों रास्ते समान नहीं हैं, और इस समूह के रिकॉर्ड यह समझौता सीधे दिखाते हैं: KV परास और सेल संख्या का परास विपरीत दिशाओं में चलते हैं। AT2308 KV1450 2-4S के लिए, AT2814 KV900 3-4S के लिए, AT3520 KV550 तथा AT3530 KV580 4-6S के लिए, AT4120 KV250 तथा AT4130 KV230 12S के लिए, और AT7224 KV160 10-12S के लिए प्रकाशित हैं। समान शाफ़्ट शक्ति के लिए कम KV पर अधिक सेल संख्या धारा को कम रखती है, जो लंबी सहनशक्ति वाले एयरफ़्रेम को चाहिए, और इसकी कीमत पैक का द्रव्यमान तथा उच्च-वोल्टेज ESC है; उच्च KV पर कम सेल संख्या पैक को हल्का और धारा को उच्च रखती है, जो छोटे, कम-उड़ान वाले मॉडल के लिए उपयुक्त है।

सातों रिकॉर्ड श्रृंखला पर कहाँ बैठते हैं

श्रृंखला के रूप में पढ़ने पर समूह द्रव्यमान पर नहीं, बल्कि सेल संख्या पर बँटता है। इसके तीन हल्के सदस्य - AT2308, AT2814 और AT3520 - 2-4S, 3-4S तथा 4-6S की इकाइयाँ हैं जिनके KV आंकड़े छोटे पैक पर उपयोगी शाफ़्ट गति तक पहुँचने के लिए पर्याप्त ऊँचे हैं; AT3530 उसी 4-6S खिड़की को 580 KV पर साझा करता है और उस बैंड में प्रोपेलर आकार तथा द्रव्यमान में स्वाभाविक अगला कदम है; और तीन बड़े सदस्य - AT4120, AT4130 तथा AT7224 - 12S और 10-12S की इकाइयाँ हैं जिनके कम KV आंकड़े बड़े, धीमे प्रोपेलरों से मेल खाते हैं। प्रोपेलर और पैक बदले बिना इस विभाजक को पार करने वाली चयन-सूची विकल्पों की तुलना नहीं है; वह दो भिन्न विमानों की तुलना है।

पिच स्पीड: वह आंकड़ा जो विनिर्देश पैनल नहीं दिखाता

सातों रिकॉर्डों में से किसी में पिच स्पीड का कॉलम नहीं है, और कोई निर्माता ऐसा कर भी नहीं सकता, क्योंकि पिच स्पीड मोटर पर उतनी ही निर्भर है जितनी बिल्डर द्वारा लगाए जाने वाले प्रोपेलर पर। फ़िक्स्ड-विंग मॉडलों के लिए BLDC मोटरों की तुलना करते समय यह फिर भी एकमात्र सबसे उपयोगी व्युत्पन्न आंकड़ा है, और यही कारण है कि ऐसी चयन-सूची शक्ति या द्रव्यमान वाले कॉलम से तय नहीं होती।

पिच स्पीड एक पंक्ति में

पिच स्पीड वह गति है जिस पर प्रोपेलर आगे बढ़ता अगर वह किसी ठोस माध्यम में पेंच की तरह काम करता - पिच को शाफ़्ट गति से गुणा करने पर - और यह इस बात की ऊपरी सीमा है कि एयरफ़्रेम को कितनी तेज़ी से धकेला जा सकता है, क्योंकि जिस प्रोपेलर के ब्लेड जड़ पर स्टॉल हो जाते हैं वह एयरफ़्रेम के पिच स्पीड तक पहुँचने से बहुत पहले शक्ति को उपयोगी थ्रस्ट में बदलना बंद कर देता है। व्यवहार में एयरफ़्रेम अपनी पिच स्पीड के आधे से तीन-चौथाई के बीच क्रूज़ करता है, इसलिए यह आंकड़ा सीधा संतुलन-जाँच देता है: 15 m/s पर क्रूज़ करने के लिए डिज़ाइन किए मॉडल को ऐसा प्रोपेलर और शाफ़्ट गति चाहिए जिनका गुणनफल उससे आराम से अधिक हो, और जिस मॉडल की पिच स्पीड उसकी इच्छित क्रूज़ गति से कम हो वह कितनी भी शक्ति लगाने पर उस तक नहीं पहुँचेगा।

सातों रिकॉर्डों में पिच स्पीड पढ़ना

प्रकाशित रिकॉर्डों से जो तुलना की जा सकती है वह उन मोटरों के बीच है जो एक ही बस खिड़की साझा करती हैं, क्योंकि साझा बस पर शाफ़्ट गति का अनुपात KV के अनुपात के बराबर होता है। इस समूह में ऐसी तीन जोड़ियाँ हैं। 3-4S पर, AT2814 KV900 किसी दिए गए प्रोपेलर को AT2308 KV1450 पर घुमाए जाने की तुलना में लगभग 1.64 गुना तेज़ घुमाता है, इसलिए समान प्रोपेलर लगाने पर AT2814 काफ़ी अधिक पिच स्पीड तथा निचले सिरे पर कम थ्रस्ट प्रति वाट देता है। 4-6S पर, AT3520 KV550 और AT3530 KV580 KV में एक-दूसरे से पाँच प्रतिशत के भीतर हैं - 580 ÷ 550 = 1.05 - इसलिए समान प्रोपेलर के साथ वे लगभग एक ही पिच स्पीड तक पहुँचते हैं, और उनके बीच का अंतर कहीं और है। 12S पर, AT4120 KV250 और AT4130 KV230 में 250 ÷ 230 = 1.09 का अंतर है, फिर से एक छोटा कदम। इस समूह का बड़ा कदम छोटे-पैक वाले तीनों और 12S इकाइयों के बीच है, और वह जानबूझकर है।

उत्तर सेल संख्या ही क्यों तय करती है

चूँकि पिच स्पीड शाफ़्ट गति और पिच का गुणनफल है, और शाफ़्ट गति KV और वोल्ट का गुणनफल है, इसलिए एक ही पिच स्पीड छोटे पैक पर उच्च-KV मोटर से या बड़े पैक पर कम-KV मोटर से पाई जा सकती है। चयन जिसे बदलता है वह धारा है। शाफ़्ट शक्ति स्थिर रखते हुए बस वोल्टेज बढ़ाने से वह धारा घटती है जो वाइंडिंग को ढोनी होती है, जिससे वाइंडिंग में ताम्र ह्रास और ESC को देनी पड़ने वाली धारा दोनों घटते हैं। इस समूह के 12S रिकॉर्ड - AT4120 KV250, AT4130 KV230 और 10-12S पर AT7224 KV160 - इसी व्यवस्था के लिए बने हैं, और कम KV ही शाफ़्ट गति को उस वोल्टेज पर बड़े, दक्ष प्रोपेलर के लिए सही परास में रखता है। उसी 12S पैक पर उच्च-KV मोटर प्रोपेलर को कहीं अधिक तेज़ घुमाएगी और ऐसी धारा खींचेगी जिसके लिए उसकी वाइंडिंग का आकार नहीं बना है।

क्रूज़-बिंदु दक्षता और वाइंडिंग प्रतिरोध

क्रूज़ पर दक्षता ही वह जगह है जहाँ फ़िक्स्ड-विंग मॉडल के कार्यभार वाली BLDC मोटर अपनी उपयोगिता सिद्ध करती है, और इन रिकॉर्डों में उसका वर्णन करने वाले दो कॉलम वाइंडिंग प्रतिरोध तथा निष्क्रिय धारा हैं। ये भिन्न ह्रास मापते हैं, और इन्हें एक ही गुणवत्ता-अंक की तरह पढ़ना वह भूल है जिसे टालने के लिए यह अनुभाग लिखा गया है।

वाइंडिंग प्रतिरोध धारा को ऊष्मा में बदलता है

ताम्र ह्रास धारा का वर्ग गुणा वाइंडिंग प्रतिरोध होता है, इसलिए प्रतिरोध का कॉलम तय करता है कि किसी दी गई धारा पर विद्युत शक्ति का कितना भाग टॉर्क के बजाय ऊष्मा में बदलता है। क्रूज़ पर धारा मध्यम होती है, जिसका अर्थ है कि ताम्र ह्रास किसी उछाल के बजाय एक स्थिर कर होता है, और कम प्रतिरोध पूरी उड़ान के लिए कम कर होता है। यही कारण है कि प्रतिरोध का कॉलम द्रव्यमान के कॉलम के साथ पढ़ने योग्य है: वाइंडिंग बढ़ने के साथ प्रतिरोध घटता है, इसलिए हल्की मोटर पर कम प्रतिरोध आंकड़ा सामान्यतः यह बताता है कि वाइंडिंग द्रव्यमान के बजाय धारा के लिए आकार दी गई है, और हल्की मोटर पर ऊँचा आंकड़ा सामान्यतः इसका विपरीत बताता है। इस समूह में प्रतिरोध AT3530 KV580 के 18 mΩ से लेकर AT2308 KV1450 के 90 mΩ तक फैला है, यानी पाँच गुना, और यह क्रम द्रव्यमान के कॉलम का ठीक-ठीक अनुसरण नहीं करता - AT2814 KV900 108 g पर 82 mΩ है जबकि AT3530 KV580 298 g पर 18 mΩ है, इसलिए छोटी मोटर बड़ी मोटर से चार गुना से अधिक प्रतिरोध ढोती है।

निष्क्रिय धारा वह ह्रास है जो हर थ्रॉटल सेटिंग पर मौजूद रहता है

निष्क्रिय धारा, यहाँ 10 V पर प्रकाशित, वह धारा है जो मोटर बिना भार के खींचती है, और यह उन ह्रासों को कवर करती है जो भार से बिल्कुल नहीं आते: बेयरिंग ड्रैग, वायु-प्रतिरोध तथा स्टेटर में आयरन ह्रास। ये ह्रास उस पूरे समय मौजूद रहते हैं जब मोटर घूमती है, क्रूज़ पर उतने ही जितने पूरे थ्रॉटल पर, इसलिए कम निष्क्रिय धारा लंबी सॉर्टी के लिए अपने परिमाण से अधिक मूल्यवान होती है। यह कॉलम यह भी दिखाता है कि आयरन ह्रास और ताम्र ह्रास साथ-साथ नहीं चलते। AT2308 KV1450 में समूह का सर्वाधिक प्रतिरोध 90 mΩ तथा सबसे कम निष्क्रिय धारा 0.8 A है, क्योंकि उसके छोटे स्टेटर में चुम्बकित करने के लिए आयरन कम है; AT7224 KV160 में सबसे कम प्रतिरोध 24 mΩ तथा सर्वाधिक निष्क्रिय धारा 3.1 A है, क्योंकि उसकी Ø81.4 mm बॉडी बहुत अधिक आयरन ढोती है। इनमें से कोई भी आंकड़ा अपने आप में दोष नहीं है, और प्रत्येक दक्षता बजट के एक भिन्न भाग से संबंधित है।

ये दो कॉलम चयन-सूची को कैसे बदलते हैं

लंबी सहनशक्ति वाले एयरफ़्रेम के लिए ये दो कॉलम एक ही दिशा में खींचते हैं और चयन सीधा है: कम प्रतिरोध और कम निष्क्रिय धारा प्रोपेलर के लिए पैक का अधिक हिस्सा छोड़ते हैं। कम-उड़ान, उच्च-प्रदर्शन वाले मॉडल के लिए निष्क्रिय धारा प्रतिरोध से कम मायने रखती है, क्योंकि मोटर इतनी देर नहीं चलती कि कुछ वाट का आयरन ह्रास मायने रखे, जबकि उच्च धारा पर ऊँचा प्रतिरोध वास्तविक शक्ति खर्च करता है। इस तनाव को सबसे स्पष्ट रूप से दिखाने वाला रिकॉर्ड AT3520 KV550 है, जिसका 31 mΩ AT2814 के 82 mΩ और AT3530 के 18 mΩ के बीच बैठता है जबकि उसकी 1.1 A निष्क्रिय धारा तीनों में सबसे कम है। यह इस समूह का वह रिकॉर्ड है जिसका ह्रास-प्रोफ़ाइल दोनों पदों के बीच सबसे समान रूप से बँटा है।

फ़िक्स्ड-विंग मॉडल के लिए BLDC मोटर: विनिर्देश तुलना मैट्रिक्स

Fixed-wing मॉडल अनुप्रयोग में वर्तमान में समूहित सातों रिकॉर्ड नीचे एक ही विनिर्देश समूह के रूप में रखे गए हैं, जो प्रकाशित द्रव्यमान के क्रम में हैं ताकि सेलप्लेन वाले सिरे से 40CC-श्रेणी वाले सिरे तक का कदम कॉलम में ही दिखे। प्रत्येक मान वही आंकड़ा है जो निर्माता उस मॉडल के लिए प्रकाशित करता है; कोई कोशिका अनुमानित नहीं है, और कोई मॉडल ऐसा मान नहीं रखता जो रिकॉर्ड में न हो।

मॉडल, स्टेटर विन्यास, आंतरिक प्रतिरोध, प्रकाशित सेल संख्या, 180 सेकंड की अधिकतम शक्ति, द्रव्यमान तथा आयाम, जैसा निर्माता द्वारा उन सात मॉडलों के लिए प्रकाशित है जो वर्तमान में Fixed-wing मॉडल अनुप्रयोग में समूहित हैं, द्रव्यमान के क्रम में। आयाम बाहरी व्यास गुणा बॉडी लंबाई के रूप में दिया गया है और इसमें शाफ़्ट, केबल तथा कनेक्टर का बाहर निकला भाग शामिल नहीं है। अधिकतम शक्ति 180 s सतत रेटिंग के बजाय 180 सेकंड का आंकड़ा है, और उसके पीछे की परिवेश तथा माउंटिंग मान्यताएँ रिकॉर्ड के बजाय निर्माता के दस्तावेज़ों में हैं। सेल संख्या प्रकाशित रूप में दिखाई गई है, इसलिए एक आंकड़ा एक प्रकाशित खिड़की दर्शाता है और एक परास यह कि वह मॉडल उस परास भर के लिए प्रकाशित है। कोई KV कॉलम नहीं दिखता क्योंकि तालिका में प्रत्येक मॉडल नाम अपना KV आंकड़ा स्वयं रखता है।

सातों एक ही पृष्ठ पर आ जाने पर दो बातें उभरती हैं, और दोनों उन कॉलमों से संबंधित हैं जो शक्ति का कॉलम नहीं हैं। पहली यह कि प्रतिरोध द्रव्यमान के समान क्रम में नहीं चलता। AT3530 KV580 समूह में सबसे कम प्रतिरोध वाला है - 298 g से 18 mΩ - जबकि AT2814 KV900 108 g से 82 mΩ ढोता है और AT2308 KV1450 47 g से 90 mΩ। उस कॉलम को नीचे पढ़ने पर दो हल्की मोटरें ही ऊँचे प्रतिरोध वाली हैं, जो ठीक वैसा ही दिखता है जैसी हल्के एयरफ़्रेम के लिए आकार दी गई वाइंडिंग दिखती है, और तालिका के बीच में मौजूद 43 mm तथा 50 mm की दोनों बॉडियाँ ही कम आंकड़ों वाली हैं। केवल द्रव्यमान के कॉलम पर बनी चयन-सूची उन रिकॉर्डों को लंबी, स्थिर सॉर्टी के लिए गलत क्रम में रखेगी।

दूसरी यह कि सेल संख्या तालिका को दो भागों में बाँटती है। चार रिकॉर्ड 4-6S या उससे कम पर प्रकाशित हैं और तीन 12S या 10-12S पर, तथा KV आंकड़े इसी विभाजन का अनुसरण करते हैं: चार छोटे-पैक रिकॉर्ड 550 से 1450 KV तक चलते हैं और तीन बड़े-पैक रिकॉर्ड 160 से 250 KV तक। चूँकि KV प्रति वोल्ट rpm है, दोनों समूह बहुत भिन्न बस वोल्टेज से तुलनीय शाफ़्ट गतियों तक पहुँचते हैं, और उन्हें अलग करने वाला आंकड़ा वह धारा है जो प्रत्येक अपनी प्रकाशित शक्ति के लिए खींचता है। यही वह पाठ है जिसे नीचे दिया आकार-निर्धारण क्रम निर्णय में बदलता है।

सातों AT मोटरों को एयरफ़्रेम वर्ग के अनुसार पढ़ना

तालिका द्रव्यमान के अनुसार क्रमबद्ध है, जो चयन-सूची के लिए सही क्रम है और यह समझने के लिए गलत क्रम है कि समूह में क्या है। इसके बजाय एयरफ़्रेम वर्ग के अनुसार पढ़ने पर, Fixed-wing मॉडल अनुप्रयोग में वर्तमान में समूहित फ़िक्स्ड-विंग मॉडलों की सात BLDC मोटरें पाँच खंडों में बँटती हैं, और उनमें से दो खंड ऐसी जोड़ियाँ हैं जो बाहरी व्यास साझा करती हैं।

AT2308 KV1450: समूह का 47 g वाला सिरा

AT2308 KV1450 समूह का सबसे हल्का तथा सबसे तेज़ घूमने वाला रिकॉर्ड है: Ø28.8 × 40.5 mm के आयाम में 47 g, 1450 KV, 2-4S, 180 सेकंड के आंकड़े पर 250 W और 90 mΩ प्रतिरोध। निर्माता इसे 320-500 g के सेलप्लेन तथा ट्रेनरों के लिए मोटर बताता है, जो वह वर्ग है जहाँ कम कुल वजन और तेज़ चढ़ाई क्रूज़ दक्षता से अधिक मायने रखते हैं, और इसे ऐसा सिद्ध करने वाले दो आंकड़े तालिका के सर्वाधिक KV और सर्वाधिक प्रतिरोध हैं। इसका 4 mm शाफ़्ट यहाँ सबसे छोटा है, और इसकी प्रकाशित लीड लंबाई 100 mm समूह के हर अन्य रिकॉर्ड के समान है।

AT2814 KV900: 3D और एरोबैटिक का चरण

AT2814 KV900 बड़ी बॉडी और अधिक शक्ति के बावजूद 3-4S पर 650 W तथा 900 KV के साथ Ø35.2 × 54.5 mm में 108 g तक बढ़ता है, और निर्माता इसे 1.3-1.4 kg के 3D तथा F3A एयरफ़्रेमों के लिए मोटर बताता है। इसका 82 mΩ AT2308 के 90 mΩ के करीब है, जो हल्के एयरफ़्रेम के बजाय सतत धारा के लिए बनी वाइंडिंग की पहचान है: वही प्रतिरोध बैंड, पर दोगुने से अधिक द्रव्यमान पर। KV में 1450 से 900 तक का यह कदम ही उसी वर्ग के पैक पर बड़ा प्रोपेलर संभव बनाता है, और यह तालिका में पहला स्थान है जहाँ प्रोपेलर और बस को साथ-साथ तय करना पड़ता है।

AT3520 KV550 और AT3530 KV580: एक व्यास, दो लंबाइयाँ

ये दो रिकॉर्ड समूह की सबसे स्पष्ट जोड़ी हैं क्योंकि ये बाहरी व्यास साझा करते हैं और बॉडी लंबाई में भिन्न हैं। AT3520 KV550 Ø43 × 65 mm में 1100 W तथा 31 mΩ के साथ 218 g है; AT3530 KV580 Ø43 × 75 mm में 1400 W तथा 18 mΩ के साथ 298 g है। बॉडी 10 mm और द्रव्यमान 80 g बढ़ता है, और उसके साथ बदलने वाले दो आंकड़े हैं शक्ति, जो 300 W बढ़ती है, और प्रतिरोध, जो 31 mΩ से घटकर 18 mΩ हो जाता है। KV आंकड़े एक-दूसरे से पाँच प्रतिशत के भीतर हैं और दोनों 4-6S के लिए प्रकाशित हैं, इसलिए साझा प्रोपेलर के साथ दोनों लगभग एक ही पिच स्पीड तक पहुँचते हैं। इसलिए इनके बीच चयन इस बात का है कि एयरफ़्रेम को कितनी धारा ढोनी है, न कि यह कि वह कितनी तेज़ उड़ेगा: AT3520 1.8-2.0 kg के एयरफ़्रेमों को कवर करता है, AT3530 2.2-2.4 kg को, और लंबी बॉडी ही समान व्यास पर कम प्रतिरोध तथा अतिरिक्त शक्ति दिलाती है।

AT4120 KV250 और AT4130 KV230: 50 mm पर वही पैटर्न

वही बनावट एक बड़े व्यास पर फिर दिखती है, और पैटर्न समान है। AT4120 KV250 12S पर 2100 W तथा 76 mΩ के साथ Ø50 × 69 mm में 304 g है; AT4130 KV230 12S पर 2500 W तथा 60 mΩ के साथ Ø50 × 79 mm में 408 g है। फिर व्यास स्थिर है और बॉडी 10 mm बढ़ती है, और फिर शक्ति बढ़ती है जबकि प्रतिरोध घटता है। KV आंकड़ों में 250 ÷ 230 = 1.09 का अंतर है, इसलिए समान बस पर वे एक साझा प्रोपेलर को लगभग एक ही गति पर घुमाते हैं। दोनों 6 mm शाफ़्ट वाले रिकॉर्ड हैं, और दोनों एक ही 12S बस के लिए प्रकाशित हैं, जो उन्हें उस वर्ग के एयरफ़्रेम में रखता है जो बड़ा पैक तथा बड़ा, धीमा प्रोपेलर ढो सकता है। AT4120 को VTOL फ़िक्स्ड-विंग एयरफ़्रेमों, 3500 g तक के 3D मॉडलों तथा 5000 g तक के सेलप्लेनों के लिए लंबे-शाफ़्ट वाली मोटर बताया गया है; AT4130 को बड़े मल्टीरोटर तथा फ़िक्स्ड-विंग UAV के लिए लंबे-अक्ष वाली मोटर बताया गया है। वर्णन में यह अतिव्यापन याद दिलाता है कि भारी फ़िक्स्ड-विंग मोटर और बड़ी मल्टीरोटर मोटर के बीच की रेखा बनावट की नहीं, बल्कि माउंटिंग और कार्यभार की है।

AT7224 40CC KV160: 24N22P वाला अपवाद

AT7224 40CC KV160 हर उस कॉलम में अपवाद है जो मायने रखता है। Ø81.4 × 66.9 mm की बॉडी में 780 g पर यह ठीक नीचे वाले रिकॉर्ड के द्रव्यमान का लगभग दोगुना और AT2308 के द्रव्यमान का सोलह गुना से अधिक है, और इसका 4800 W समूह का सर्वाधिक प्रकाशित 180 सेकंड का आंकड़ा है। यह यहाँ एकमात्र ऐसा रिकॉर्ड है जिसमें 12N14P के बजाय 24N22P स्टेटर है, और एकमात्र ऐसा रिकॉर्ड जिसमें 10 mm शाफ़्ट है। अधिक स्लॉट और पोल संख्या कम शाफ़्ट गति पर टॉर्क देना समरूप बनाती है, जो 160 KV के अनुरूप है: यह वह रिकॉर्ड है जो 10-12S पर समूह का सबसे बड़ा, सबसे धीमा प्रोपेलर घुमाने के लिए बना है, और निर्माता इसे 30-40CC श्रेणी के फ़िक्स्ड-विंग तथा VTOL एयरफ़्रेमों के लिए लंबे-शाफ़्ट वाली मोटर बताता है। इसका 24 mΩ तालिका में सबसे कम प्रतिरोध है और इसकी 3.1 A निष्क्रिय धारा सर्वाधिक है, जो बड़े आयरन परिपथ का स्वाभाविक परिणाम है: यह ताम्र ह्रास घटाता है और साथ ही बिना भार के ह्रास को बढ़ाता है।

फ़िक्स्ड-विंग मॉडल के लिए BLDC मोटर चुनना: आकार-निर्धारण क्रम

नीचे दिया क्रम वही क्रम है जिसमें प्रकाशित आंकड़े निर्णय बनते हैं, क्योंकि प्रत्येक चरण ऐसे उम्मीदवार हटाता है जिन्हें कोई बाद का चरण वापस नहीं ला सकता। यह उस चयन-सूची के लिए लिखा गया है जो Fixed-wing मॉडल अनुप्रयोग में वर्तमान में समूहित फ़िक्स्ड-विंग मॉडलों की सात BLDC मोटरों से बनाई जाए, किंतु यह क्रम स्वयं इस पर निर्भर नहीं करता कि समूह में कौन-से रिकॉर्ड हैं।

पहले प्रोपेलर और कुल वजन तय करें

प्रोपेलर व्यास एयरफ़्रेम से सीमित होता है और पिच इच्छित क्रूज़ गति के विरुद्ध चुनी जाती है, इसलिए दोनों मोटर पढ़ने से पहले तय हो जाते हैं। इसके बाद कुल वजन शक्ति बैंड देता है: इस समूह में प्रकाशित 180 सेकंड की शक्ति द्रव्यमान के साथ उसी क्रम में बढ़ती है, एक सिरे पर 47 g और 250 W से लेकर दूसरे सिरे पर 780 g और 4800 W तक, इसलिए जिस उम्मीदवार की शक्ति उसके द्रव्यमान के लिए इस क्रम से बहुत बाहर हो, उसे चयन-सूची में डालने से पहले दोबारा देखना उचित है।

KV को उस बस से मिलाएँ जो एयरफ़्रेम ढो सकता है

प्रोपेलर तय हो जाने पर आवश्यक शाफ़्ट गति ज्ञात हो जाती है, और KV को बस वोल्टेज से गुणा करके ही वह प्राप्त होती है। बस स्वयं एक निर्णय है, क्योंकि वह पैक का द्रव्यमान और ESC की रेटिंग तय करती है: इस समूह में हल्के रिकॉर्ड 2-4S तथा 3-4S पर चलते हैं, 1.8 kg से 2.4 kg तक के रिकॉर्ड 4-6S पर, और बड़े रिकॉर्ड 12S तथा 10-12S पर। उच्च बस पर कम KV और निम्न बस पर उच्च KV एक ही शाफ़्ट गति तक पहुँच सकते हैं, और अंतर प्रत्येक द्वारा खींची जाने वाली धारा है - जो अगला चरण है।

वाइंडिंग का आकार शिखर के बजाय क्रूज़ धारा के अनुसार तय करें

क्रूज़ धारा वह है जो वाइंडिंग पूरी उड़ान में ढोती है, और वही धारा है जिसके विरुद्ध प्रतिरोध का कॉलम पढ़ा जाना है; टेक-ऑफ़ और चढ़ाई की धारा संक्षिप्त होती है और वाइंडिंग के बजाय ESC तथा पैक से सीमित होती है। यह वह चरण है जहाँ प्रतिरोध और निष्क्रिय धारा के कॉलम किसी निकट अंतर का फ़ैसला करते हैं: AT3520 KV550 तथा AT3530 KV580 एक ही बस पर लगभग एक ही पिच स्पीड तक पहुँचते हैं, और 31 mΩ बनाम 18 mΩ वही अंतर है जो लंबी सॉर्टी को महसूस होगा। इन तीन चरणों के बाद ही रिकॉर्ड का द्रव्यमान और आयाम काम आते हैं, और तब तक उम्मीदवारों की सूची सामान्यतः इतनी छोटी हो जाती है कि माउंटिंग क्लीयरेंस बाकी सब तय कर दे।

इस समूह पर लागू तीनों चरण उत्तर के बजाय एक चयन-सूची देते हैं:

1. छोटे एयरफ़्रेम, हल्का पैक, तेज़ चढ़ाई। AT2308 KV1450 और AT2814 KV900 2-4S तथा 3-4S के रिकॉर्ड हैं, और उनके ऊँचे KV तथा ऊँचे प्रतिरोध लंबी उड़ानों के बजाय छोटे पैकों पर छोटी उड़ानों के लिए उपयुक्त हैं।
2. 1.8 kg से 2.4 kg तक के मैपिंग और पेलोड एयरफ़्रेम। AT3520 KV550 और AT3530 KV580 43 mm व्यास तथा 4-6S बस साझा करते हैं, और इन्हें 10 mm बॉडी लंबाई, 300 W प्रकाशित शक्ति तथा 13 mΩ प्रतिरोध अलग करते हैं।
3. भारी पैक और बड़े प्रोपेलर वाले बड़े एयरफ़्रेम। AT4120 KV250, AT4130 KV230 और AT7224 KV160 12S तथा 10-12S के रिकॉर्ड हैं, और AT7224 इस समूह का एकमात्र ऐसा रिकॉर्ड है जिसमें 24N22P स्टेटर और 10 mm शाफ़्ट है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

आधिकारिक संसाधन

T-Motor प्रत्येक इकाई के लिए उसके विनिर्देश पैनल तथा तकनीकी दस्तावेज़ों के साथ एक आधिकारिक उत्पाद पृष्ठ प्रकाशित करता है, और यहाँ उद्धृत प्रत्येक आंकड़े के लिए वही पृष्ठ अंतिम प्रमाण-स्रोत बने रहते हैं - उदाहरण के लिए AT2308 KV1450 उत्पाद पृष्ठ, AT3520 KV550 उत्पाद पृष्ठ और AT7224 40CC KV160 उत्पाद पृष्ठ। ऊपर की तालिकाओं में प्रतिरोध, सेल संख्या, शक्ति, द्रव्यमान, आयाम तथा शाफ़्ट के आंकड़े वही मान हैं जो वे पृष्ठ प्रकाशित करते हैं, और जिस कार्यभार खिड़की, ऊष्मीय मान्यता अथवा प्रोपेलर सुझाव पर कोई बिल्ड निर्भर करता हो, वह विनिर्देश पैनल से निकाला जा सकने वाला आंकड़ा नहीं बल्कि निर्माता से पूछने का प्रश्न है।

आगे कहाँ जाएँ

पढ़ने के बजाय चयन-सूची बनाने के लिए, प्लेटफ़ॉर्म के तीन उपकरण यह कार्य क्रम से कर देते हैं। यहाँ के सात रिकॉर्ड VTOL लिफ़्ट तथा FPV मॉडलों के साथ देखने के लिए पूरी ड्रोन मोटर श्रेणी देखें, सेल संख्या, द्रव्यमान तथा शक्ति के अनुसार छाँटने के लिए चयन का उपयोग करें, और फिर उम्मीदवारों को उत्पाद तुलना में एक-दूसरे के विरुद्ध रखें। Fixed-wing मॉडल अनुप्रयोग पृष्ठ वही सात रिकॉर्ड उनके फ़िल्टर गुणों के साथ रखता है।

दो और लेख इस विषय के वे भाग ले जाते हैं जिन्हें फ़िक्स्ड-विंग का चयन तय नहीं करता। ड्रोन मोटर: FPV, fixed-wing और VTOL मोटर चयन उसी उत्पाद श्रेणी में फ़िक्स्ड-विंग AT श्रृंखला को VTOL लिफ़्ट तथा FPV वर्गों के विरुद्ध रखता है। UAV मोटर: एयरफ्रेम के अनुसार KV, थ्रस्ट और द्रव्यमान का मिलान वायुयान प्रणोदन के बड़े सिरे को कवर करता है, जहाँ बहु-किलोग्राम एयरफ़्रेम क्रूज़ बिंदु के बजाय सतत शक्ति के विरुद्ध निर्धारित किए जाते हैं।

संक्षिप्त रूप: पहले प्रोपेलर और कुल वजन तय करें, क्योंकि प्रोपेलर वह शाफ़्ट गति तय करता है जिस तक मोटर को पहुँचना है; दूसरे, KV को उस बस से मिलाएँ जो एयरफ़्रेम ढो सकता है, क्योंकि KV तभी शाफ़्ट गति बनता है जब उसके साथ कोई वोल्टेज जुड़ा हो; और अंत में वाइंडिंग का आकार क्रूज़ धारा के अनुसार तय करें, क्योंकि 180 सेकंड का शक्ति आंकड़ा रेटिंग के बजाय एक ऊष्मीय खिड़की है। इस समूह में यही क्रम किसी भी व्यक्तिगत मॉडल की दूसरे से तुलना करने से पहले 2-4S तथा 3-4S के रिकॉर्डों को 4-6S की जोड़ी से और 12S तथा 10-12S के तीनों से अलग करता है।