Motori BLDC per UAV agricolo: KV, statore e coppia a gas parziale

Un Motore BLDC per UAV agricolo si sceglie per un impiego che si ripete sotto carico anziché per un singolo volo di prestazione, e i tre modelli attualmente presenti nell'impiego UAV agricolo mostrano quanto possano distare due letture della stessa specifica. Nel gruppo il KV va da 100 a 700, la massa pubblicata da 128 g a 649 g, la resistenza interna da 45 mΩ a 80 mΩ, la spinta massima da 1800 g a 16344 g e la potenza pubblicata a 180 secondi da 500 W a 2700 W. Quella forbice deve coprire da un lato un multirotore leggero con un serbatoio piccolo e dall'altro una piattaforma pesante per l'irrorazione, quindi la domanda utile non è quale voce pubblichi il numero più grande, ma che cosa mantenga un Motore BLDC per UAV agricolo al gas con cui il telaio vola davvero, con un margine di potenza lasciato per una salita a serbatoio pieno. Questa guida legge le tre voci rispetto a quella domanda, e lo stesso insieme di modelli è raccolto nella pagina applicativa UAV agricolo.

Risposta rapida

Un Motore BLDC per UAV agricolo non trascorre la propria vita utile al punto su cui il suo pannello di specifiche insiste di più. Solleva un serbatoio, si assesta in una passata di irrorazione a gas parziale e mantiene quel punto per minuti interi lungo una stagione di sortite. La conseguenza elettrica è che la corrente assorbita al punto di crociera si paga in modo continuo, mentre la corrente di picco riportata da una prova a pieno gas dura secondi. Una rosa di candidati redatta su una colonna di picco risponde quindi a una domanda che l'aeromobile pone di rado e lascia senza risposta quella che pone di continuo.

Tre proprietà sostengono quell'impiego, e le voci seguenti le pubblicano in modo disomogeneo. La resistenza interna è il coefficiente delle perdite nel rame, che sono le perdite che si protraggono per l'intera sortita anziché a raffiche. La finestra di numero di celle pubblicata decide la corrente che l'avvolgimento deve portare per una data potenza all'albero, e un bus più alto abbassa quella corrente. La potenza pubblicata a 180 secondi è una finestra termica anziché un valore continuo, e va letta meglio come segnale di margine tra candidati di impiego simile anziché come un numero in cui dividere l'energia del pacco.

Le tre voci si dividono anzitutto per la spinta che pubblicano e in secondo luogo per il bus per cui sono pubblicate. La voce di ingresso pubblica 1800 g di spinta su una finestra 3-4S, la voce intermedia 8414 g su una finestra 6-14S e la più grande 16344 g su una finestra 6-12S, mentre il KV scende da 700 a 170 e poi a 100 man mano che la spinta pubblicata sale. Leggere le tre come un unico gruppo, anziché come tre pannelli separati, è ciò che trasforma i numeri pubblicati in una rosa di candidati per un Motore BLDC per UAV agricolo.

Che cosa rende diverso un Motore BLDC per UAV agricolo: impiego di irrorazione, liquido corrosivo e polvere

Un motore BLDC per UAV agricolo e un motore multirotore per impieghi generici possono pubblicare lo stesso KV e la stessa configurazione dello statore e ricevere comunque richieste diverse. La differenza non è nella targhetta ma nel profilo del lavoro, e tre tratti di quel profilo separano un Motore BLDC per UAV agricolo da uno per impieghi generici.

Una missione che si ripete con il serbatoio pieno

Il tratto distintivo è la ripetizione sotto un carico più pesante all'inizio di ogni sortita. Un Motore BLDC per UAV agricolo lavora in un telaio che solleva un serbatoio pieno, vola una passata definita, rientra con un serbatoio in parte vuoto e riparte dopo un breve intervallo a terra. Il motore trascorre quindi la propria vita non a un unico punto stazionario ma lungo un impiego che inizia vicino alla massa massima e si alleggerisce man mano che il liquido viene erogato. Una rosa di candidati costruita attorno a un solo valore di picco ignora il fatto che il momento più difficile è la prima salita di ogni sortita, quando il serbatoio è pieno e il telaio è nel suo punto più pesante. Un motore per drone da irrorazione si sceglie per quella prima salita anziché per una media della passata.

Liquido, polvere e l'aria che il rotore aspira

Un telaio agricolo lavora basso sulla coltura in un'aria che trasporta più di quanto faccia l'aria pulita. La deriva dell'irrorazione lascia in sospensione goccioline fini, la polvere sale dall'effetto suolo, ed entrambe attraversano la stessa colonna d'aria da cui aspira l'elica. Questo non cambia il progetto elettromagnetico del motore, ma cambia ciò che l'integrazione deve sopportare, ed è un motivo per leggere insieme i dati meccanici ed elettrici anziché in isolamento.

Il budget di massa che impone un telaio per irrorazione

L'impiego impone anche un budget di massa più stretto di quanto consenta una costruzione per impieghi generici. Un telaio industriale vola per l'impiego UAV industriale, dove il carico utile è un sensore e la missione è l'ispezione o il rilievo; un telaio agricolo porta un serbatoio il cui contenuto è il carico utile, quindi ogni grammo di un Motore BLDC per UAV agricolo è un grammo che non diventa liquido. È per questo che le voci più leggere del gruppo seguente sono pubblicate a 128 g e 375 g anziché alla massa di un outrunner heavy-lift.

KV e dimensione dello statore: abbinare un Motore BLDC per UAV agricolo a elica e massa del serbatoio

KV e dimensione dello statore sono i due valori che decidono se un Motore BLDC per UAV agricolo fa girare l'elica di cui un telaio nell'impiego UAV agricolo ha bisogno, a una velocità che il telaio può usare. Di solito si leggono insieme, perché uno senza l'altro descrive solo metà dell'abbinamento.

Il KV come giri per volt

Il KV è la velocità a vuoto del motore per volt di bus, quindi un avvolgimento da 100 KV gira più lentamente, a parità di tensione, di un avvolgimento da 700 KV. Un'elica più grande richiede una velocità utile inferiore e una coppia superiore, quindi un avvolgimento a basso KV è il partner naturale di un disco grande e lento, mentre un avvolgimento ad alto KV si adatta a uno più piccolo e veloce. Le tre voci seguenti coprono di proposito quell'intervallo: il modello di ingresso è pubblicato a 700 KV per un disco da multirotore piccolo, e i due modelli più pesanti sono pubblicati a 170 KV e 100 KV per le eliche più grandi che porta un telaio per irrorazione.

La dimensione dello statore rispetto a elica e massa del serbatoio

Lo statore è il punto in cui nasce la coppia, e la sua dimensione stabilisce quanto materiale magnetico l'avvolgimento abbia a disposizione. Nel gruppo la configurazione dello statore cresce da 12N14P con un ingombro di 41.8 mm a 24N28P a 69 mm e poi a 36N42P a 91.6 mm, e la spinta pubblicata cresce con essa, da 1800 g a 8414 g e poi a 16344 g. Uno statore più grande a un KV simile è un modo in cui un motore agricolo compra coppia senza alzare il bus, il che conta su un telaio la cui massa sale nel momento in cui il serbatoio viene riempito.

Leggere il KV tra le tre voci

Il KV pubblicato dei tre modelli non è una graduatoria di qualità ma la descrizione dell'elica che ciascuno è costruito per far girare. La voce da 700 KV è l'estremità leggera dei multirotori, la voce da 170 KV è il telaio per irrorazione di taglia intermedia, e la voce da 100 KV è l'estremità dal serbatoio più pesante. Una rosa di candidati che parte dal diametro dell'elica e dalla massa al decollo del telaio carico arriverà alla colonna KV giusta prima di guardare qualsiasi altro valore, e la spinta pubblicata di ciascun modello è il numero che conferma la scelta.

Coppia a gas parziale: mantenere la spinta in crociera invece di inseguire i valori di picco

Il gas parziale è dove un Motore BLDC per UAV agricolo trascorre gran parte del proprio tempo di volo, ed è il punto che un confronto sulla spinta di picco salta in silenzio. Il motore deve comunque mantenere l'elica a una velocità comandata, e la coppia necessaria per farlo non scompare perché il gas resta sotto il massimo.

Perché è il punto di crociera a dimensionare l'avvolgimento

A gas parziale il regolatore interrompe il bus con un ciclo di lavoro inferiore, quindi l'avvolgimento vede una corrente media più bassa di quella che vedrebbe a pieno gas, ma la coppia che deve produrre è fissata dal carico dell'elica a quella velocità. L'avvolgimento che mantiene il punto di crociera con agio è quello la cui resistenza e il cui percorso termico possono portare quella corrente per l'intera passata anziché per una raffica di prova, ed è per questo che la colonna della resistenza interna conta più, qui, della colonna della corrente di picco.

Spinta di picco contro spinta mantenuta

Un valore di spinta massima pubblicato descrive ciò che il motore può produrre a una data condizione, di solito una prova breve a un'elica e una tensione dichiarate. È un limite superiore utile e una cattiva descrizione della crociera. Il numero che conta per la passata di irrorazione è la spinta che un Motore BLDC per UAV agricolo può mantenere al gas con cui vola il telaio, e quel numero non è pubblicato direttamente; va ricavato dall'efficienza e dal comportamento termico dell'avvolgimento alla corrente assorbita dal punto di crociera.

Che cosa chiede il gas parziale al regolatore

Un avvolgimento a basso KV e alta coppia in un motore per UAV agricolo cambia anche ciò che il regolatore elettronico di velocità deve saper fare bene. Una commutazione più lenta a una frequenza elettrica inferiore è più facile per il regolatore della commutazione rapida richiesta da un motore ad alto KV, e la corrente che il regolatore deve portare in crociera è inferiore su un bus più alto. È uno dei motivi per cui le voci più pesanti del gruppo sono pubblicate su una finestra 6-12S o 6-14S anziché al basso numero di celle del modello di ingresso.

Margine di potenza a 180 s per le salite con serbatoio pieno

Il valore di 180 secondi compare su ogni Motore BLDC per UAV agricolo del gruppo, ed è quello letto spesso nel modo sbagliato. È una finestra termica anziché un valore continuo, e la distinzione conta nel momento esatto in cui il telaio è più pesante.

Che cosa misura la colonna dei 180 secondi

Un valore di potenza a 180 secondi descrive la potenza che un Motore BLDC per UAV agricolo può assorbire per un periodo limitato senza che il suo avvolgimento raggiunga una temperatura che il produttore considera limite. È la condizione in cui si colloca una prova a pieno gas, ed è volutamente breve perché le perdite nel rame entro quella finestra scaldano l'avvolgimento più in fretta di quanto la struttura circostante riesca a smaltire il calore. Letto da solo dice quanta potenza sia disponibile in una raffica; letto accanto alla corrente continua dello stesso modello dice quanto margine rappresenti quella raffica.

Una salita a serbatoio pieno rispetto alla finestra di 180 secondi

La salita più difficile che un motore per drone da irrorazione affronta avviene all'inizio, con il serbatoio pieno e il telaio alla massa massima. Quella salita è breve, ed è esattamente la forma di impiego che descrive la colonna dei 180 secondi, quindi il valore è pertinente lì anziché nella crociera che segue. Un modello la cui potenza pubblicata a 180 secondi sta comodamente sopra la potenza che il telaio carico deve spendere per salire ha margine; uno il cui valore sta vicino a quel requisito ha poco spazio per un serbatoio più pesante o una giornata più calda.

La corrente continua accanto al valore di 180 secondi

Due delle tre voci pubblicano una corrente continua a 180 secondi accanto al valore di potenza, 25 A sul modello di ingresso e 38 A sul modello di taglia intermedia. La voce più grande pubblica invece una corrente di picco di 60 A e lascia aperto il valore continuo, quindi i due numeri non sono direttamente intercambiabili e quel vuoto va segnalato anziché colmato per ipotesi. Dove entrambi sono pubblicati, la corrente continua è la metà più utile della coppia, perché descrive ciò che un motore agricolo può mantenere lungo l'intera passata anziché nella raffica.

Esposizione sul campo: polvere, deriva dell'irrorazione e i valori che le voci lasciano aperti

L'esposizione sul campo non cambia il progetto elettrico di un Motore BLDC per UAV agricolo, ma cambia l'integrazione che lo circonda, ed è la parte dell'impiego che i pannelli pubblicati descrivono meno. Leggerla in modo onesto significa separare ciò che le voci dichiarano da ciò che va confermato con il produttore.

Polvere e deriva dell'irrorazione nel percorso dell'aria

Un telaio che lavora basso sulla coltura aspira la propria aria di raffreddamento attraverso una colonna che trasporta goccioline, polvere fine e, dopo il passaggio dell'irrorazione, un residuo che può depositarsi su qualsiasi superficie nel flusso d'aria. Per un motore agricolo questo riguarda soprattutto il lato meccanico dell'integrazione: il percorso dell'aria attraverso lo statore, le condizioni dei cuscinetti nel corso di una stagione e il cavo e il connettore che vanno dall'avvolgimento al regolatore. Nessuno di questi è un limite elettromagnetico, ma tutti sono punti in cui una stagione sul campo differisce da una prova al banco.

I valori che le voci lasciano aperti

Ciò che le voci di questo gruppo non pubblicano è un valore di tenuta, di penetrazione o di resistenza alla corrosione per nessuno dei tre motori, quindi non va letto in esse alcuna classe di protezione. I pannelli pubblicati riportano massa, ingombro, KV, configurazione dello statore, resistenza, finestra di celle, spinta e potenza, e questi sono i valori che questa guida cita. Dove una costruzione sul campo richiede un valore di penetrazione, quella è una specifica da confermare direttamente con il produttore anziché da dedurre dai dati elettrici, e lo stesso vale per l'effetto di lungo periodo della chimica dell'irrorazione su cuscinetti e connettori, che è il punto in cui un motore agricolo viene impegnato in una costruzione sul campo.

Confronto tra Motori BLDC per UAV agricolo: U3 KV700, P60 Pin KV170, P80 III Pin KV100

Le tre voci seguenti sono ordinate per spinta massima pubblicata, che è anche l'ordine in cui si adattano a una massa del serbatoio crescente per un motore agricolo. La tabella riproduce i valori pubblicati per ciascun modello, e nulla in essa è derivato.

Modello, configurazione dello statore, resistenza interna, numero di celle pubblicato, spinta massima, potenza massima a 180 secondi e peso come pubblicati dal produttore per i tre modelli attualmente presenti nell'impiego UAV agricolo, ordinati per spinta massima pubblicata. La spinta massima e la potenza a 180 secondi sono i valori che il produttore pubblica per ciascun modello; entrambi dipendono dall'elica e dalla tensione del bus usate nella prova, quindi sono comparabili all'interno del gruppo solo nel senso che descrivono la condizione pubblicata di ciascun modello. Il numero di celle è mostrato così come pubblicato, quindi un intervallo significa che quel modello è pubblicato lungo tutto l'intervallo. Il peso include il cavo e il connettore dove il produttore lo pubblica in quel modo. Non compare una colonna KV perché ogni nome di modello nella tabella porta il proprio valore di KV, e non compare una colonna di ingombro perché l'impiego qui descritto ruota attorno alle colonne elettriche anziché alle dimensioni del corpo.

Leggere le tre voci rispetto alla massa del serbatoio

La voce più leggera, il Motore per UAV T-Motor U3 KV700, è pubblicata a 128 g con 1800 g di spinta, il che la colloca con l'estremità dei multirotori piccoli della classe di irrorazione, dove il serbatoio è leggero e l'elica piccola. La voce intermedia, il Motore per UAV T-Motor P60 Pin KV170, è pubblicata a 375 g con 8414 g di spinta, e la più grande, il Motore per UAV T-Motor P80 III Pin KV100, è pubblicata a 649 g con 16344 g di spinta. Lette in quell'ordine, le tre descrivono una scala da un telaio per irrorazione leggero a uno pesante, e la massa pubblicata del motore sale con la spinta che deve produrre.

Dove le tre voci divergono

Le tre non scalano in modo uniforme. La resistenza interna scende da 50 mΩ sulla voce di ingresso a 45 mΩ sulla più grande, mentre la voce intermedia è pubblicata a 80 mΩ, la più alta del gruppo; una resistenza più alta è più perdita nel rame a parità di corrente, ed è un valore da soppesare rispetto alla spinta che ciascun modello pubblica. La finestra di celle si allarga e poi si restringe, da 3-4S sulla voce di ingresso a 6-14S sulla voce intermedia e 6-12S sulla più grande. Per un telaio all'estremità pesante della classe di irrorazione, l'impiego Drone da carico porta le voci sopra questo gruppo, e la gamma T-Motor dietro queste tre voci è raccolta nella pagina produttore T-Motor.

Selezionare un Motore BLDC per UAV agricolo: dalla massa del serbatoio alla spinta di hover, KV, tensione del bus e montaggio

Una rosa di candidati per un Motore BLDC per UAV agricolo è più facile da difendere quando è costruita nell'ordine in cui si costruisce il telaio. La sequenza seguente parte dalla massa che il motore deve sollevare e arriva ai dettagli che decidono se la voce scelta si adatta alla costruzione, e si applica alle voci dell'impiego UAV agricolo così come a qualsiasi voce comparabile aggiunta in seguito.

Fissare prima la massa del serbatoio e la spinta di hover

Partire dalla massa al decollo del telaio carico, compresi il serbatoio pieno, la struttura e l'elettronica del carico utile. La spinta necessaria per l'hover e per la salita si somma a quella massa, e la spinta massima pubblicata di ciascun candidato è la prima colonna da confrontare con essa. Una voce la cui spinta pubblicata sta vicino al requisito di hover lascia poco margine per un serbatoio pieno in una giornata calda, che è la condizione che descrive la colonna dei 180 secondi.

Poi KV, numero di celle e inviluppo elettrico

Fissata la fascia di spinta, il diametro dell'elica indica un KV, e la finestra di celle decide la corrente che l'avvolgimento deve portare per quella spinta. Un bus più alto abbassa la corrente a parità di potenza all'albero, il che è più facile per il regolatore e per il cablaggio, quindi la finestra di celle e il passo dell'elica si leggono insieme anziché uno alla volta. La resistenza interna di ciascun candidato è il valore che trasforma quella corrente in perdita nel rame, e a questo passo vale la pena confrontarla all'interno della rosa di candidati.

Poi il montaggio, il cavo e la voce

L'ultimo passo decide se il motore selezionato entra nel telaio. L'ingombro pubblicato, lo schema di montaggio e la lunghezza del cavo di un motore agricolo selezionato devono corrispondere al braccio e al percorso che il telaio utilizza, e qualsiasi valore lasciato aperto dalla voce è una domanda per il produttore anziché un dato da dare per scontato. Chiudere la rosa di candidati sui dettagli di integrazione anziché sui numeri della targhetta è ciò che evita che un candidato promettente fallisca in fase di assemblaggio.

Domande frequenti

Risorse ufficiali

T-Motor pubblica una pagina prodotto ufficiale per ogni unità, con il suo pannello di specifiche, e quelle pagine restano la fonte autorevole per ogni valore citato in questa guida su un Motore BLDC per UAV agricolo - ad esempio la pagina prodotto U3 KV700, la pagina prodotto P60 Pin KV170 e la pagina prodotto P80 III Pin KV100. Ogni pagina dichiara l'elica e la tensione con cui i suoi valori sono stati misurati, che è la condizione da verificare prima di confrontare due voci qualsiasi.

Dove andare dopo

Per selezionare un Motore BLDC per UAV agricolo anziché limitarsi a leggere, tre strumenti della piattaforma svolgono il lavoro in sequenza. Esplorare l'intera categoria Motori per UAV per vedere le tre voci qui accanto ai modelli Navigator e heavy-lift, usare Selezione per restringere per numero di celle, massa e potenza pubblicata, quindi mettere i candidati l'uno contro l'altro in Confronto prodotti. La pagina applicativa UAV agricolo contiene lo stesso impiego con i propri attributi di filtro, e la pagina produttore T-Motor raccoglie l'intera gamma dietro queste voci.

Tre altri articoli trattano le parti di questo argomento che un impiego agricolo non risolve. Motori per UAV: abbinare KV, spinta e massa alla cellula legge gli stessi motori da una prospettiva UAV generale, Motori BLDC per UAV industriale: ciclo di lavoro, ridondanza e carico utile copre la missione industriale ripetuta che questi telai condividono, e Motori per droni da carico pesante: tre opzioni T-Motor da 2.85 kg a 101 kg di spinta porta la fascia di spinta sopra questo gruppo. Tra loro, i tre trattano la stessa domanda, un Motore BLDC per UAV agricolo, da impieghi che affiancano questo.