点検用UAVは、ホバリングしながら作業します。橋脚、鉄塔の脚、あるいは屋根の端から数メートル離れた一点を保持し、画像はその保持位置から撮影されるのであって、速度を出した通過中に撮るのではありません。したがって点検用UAV用モーターは、部分スロットルで維持できる推力と、そこから供給される制御ループの安定性によって選ばれ、一度だけ到達するピーク値で選ばれるものではありません。全備重量が収支を定めることに変わりはありませんが、このクラスの機体が載せるペイロードはタンクや貨物箱ではなくカメラとジンバルであり、ここに集めた四件の記録が数キログラムではなく135 gから282 gに及ぶのはそのためです。
この比較に登場する四件の点検用UAV用モーターの記録は、一つのアーキテクチャを共有しています。外部の電子スピードコントローラを備え、細いアームの先端に取り付けられ、フルスロットルの控えめな割合でホバリングできるだけの大きさのプロペラを回す、ブラシレスアウターロータです。これらを分けているのは、推力、質量、バス電圧のどこに位置するかであり、その三つの値が、それぞれの記録がどの機体に適するかを決めます。四件のうち二件は24N28P、一件は12N14P、一件は36N42Pであり、このばらつきは、生の推力の数値が示す以上に低スロットルで効いてきます。
要点
候補リストは順位づけではなく、機体の大きさと定常状態の要求に従います。四本のアームで単一のカメラを運ぶ小型の点検用UAV用モーターでは、T-Motor MN5008 KV340 UAV用モーターが135 gの質量から6Sパックで4215 gの最大推力を記録し、T-Motor U5 KV400 UAV用モーターは195 gから2850 gで、より広い3-8Sの窓をカバーします。
機体がジンバルとより長いソーティーを担う六本または八本アームのプラットフォームへと大きくなる場合、T-Motor MN501-S KV240 UAV用モーターが一段上に位置し、6-12Sの窓にわたって170 gから4660 gを記録しており、この一群の中で最も広いセル範囲を公表している記録です。
点検用ドローン用モーターの比較の上端はT-Motor U8 Lite L KV110 UAV用モーターです。282 gから固定12Sバスで180 sの枠に11200 gの推力と2140 Wを記録しており、モーターを変えることなく、より重いセンサーパッケージや二つ目のバッテリも載せる機体に十分な値です。
四件すべてに当てはまる注意が一つあります。どの記録もホバリング定格の推力値を持たないため、公表されている最大値は、指定されたプロペラと電圧における試験台の値であり、機体の上では、それぞれの点検用UAV用モーターがその点のはるか下で実働時間の大半を過ごします。記録上の最大値をそのまま使用可能なホバリング値として読むことが、推進の収支を締めすぎる最も一般的な原因です。
点検用UAV用モーターに求められること
点検用UAV向けのBLDCモーターに課されるデューティは、機体が静止したまま作業を行うため、マルチロータの用途の中でも特異です。貨物マルチロータは加速し、上昇し、水平移動し、そのモーターは瞬間的にどれだけの推力を出せるかで評価されます。点検用の機体は作業高度まで上昇し、所定の位置に到達すると、そこにとどまります。その後に起きることはすべて、固定点に対する小さな修正です。記録上の最大推力は離陸の可否を依然として左右しますが、巻線が熱的な収支を費やす数値ではありません。
ホバリングがミッションのすべて
巡航するマルチロータはエネルギーの大半を空気を後方へ押し出すために使い、点検するマルチロータはエネルギーの大半を、動く空気の中で静止し続けるために使います。この一つの違いが、点検用UAV用モーターをまずホバリング用のデバイスとして扱うべき理由です。モーターは、機体質量のうち自分に掛かる分に近い推力値を、公表されている最大値には近づかないスロットル設定で、連続的に保持します。これは、巻線が数秒間すべてを出し切ってから負荷を外される、レース用モーターに適したデューティとは正反対です。
実務上の帰結は、動作点がスロットル曲線の低い側に位置することであり、その曲線の低い端は、巻線が最も効率の悪い振る舞いをし、コギングが制御外乱として最も現れやすい領域です。機体に対して過大な点検用UAV用モーターは、これを改善するどころか悪化させます。定格のわずかな割合で保持される大型モーターは、曲線上の不利な点で運転され、余分な質量は毎回のソーティーで運ばなければなりません。適切な大きさは、ミッションが必要とする余裕を含めてホバリング要件を公表推力がカバーする、最小の記録です。
位置保持は、電力の問題である前に制御の問題である
乱れた空気の中で位置を保持することは、推力だけでは解決しません。フライトコントローラは小さく頻繁な修正を出し、モーターはその修正を、遅れなく、応答に段差を生じさせることなく、推力の変化へと変換しなければなりません。点検用UAV用モーターでステータ構成が推力と同じくらい重要なのは、そのためです。スロット数と極数は、ローターが一回転する間にトルクがどれだけ滑らかに生み出されるかを定め、数が多いほどトルクの生成がより多くの位置に分散されるため、コギングの寄与が下がり、制御ループにはより静かな信号が与えられます。
この一群はその理屈を反映しています。T-Motor MN5008 KV340 UAV用モーターとT-Motor MN501-S KV240 UAV用モーターはいずれも24N28Pステータを使い、T-Motor U8 Lite L KV110 UAV用モーターは36N42Pステータを使い、12N14Pステータを採用するのはT-Motor U5 KV400 UAV用モーターだけです。12N14Pの記録はこの一群で最も推力の小さいユニットでもあり、これは整合しています。より小さく高速で回るモーターは、非常に軽い機体における通常の答えであり、スロット数はミッションではなく大きさに従うからです。
風の排除が推力の余裕を定める
点検飛行はしばしば構造物のそばで行われ、構造物はそれ自体の風を生み出します。橋の床版、冷却塔、あるいは建物の角は、安定したそよ風を短い周期の突風場に変え、機体はカメラのフレームから押し出されることなくそれを受け止めなければなりません。したがって点検用UAV用モーターが持つ推力の余裕は、ペイロードの余裕ではなく風の余裕であり、この種の作業の推進の収支が、純粋な航続計算が示すよりも大きな余裕をもって設定されることが多いのはそのためです。
ホバリングで保持される点検用UAV用モーターの余裕は、無償ではありません。保持する推力が増えるたびに電流がかかり、電流は巻線の熱とパックの容量を消費します。この問いを決着させる数値は、現実的なプロペラと電圧におけるホバリング定格の推力値であり、四件の記録のいずれもそれを公表していないため、余裕は記録上の最大値から推定し、そのうえでメーカー自身の推力表と照合して確認する必要があります。記録上の最大値をそのまま余裕として扱うと、快適に見えてそうではない数値になります。
センサが軽いので、機体も軽い
点検ミッションを定義するペイロードは、カメラ、ジンバル、そして場合によってはLiDARやサーモユニットであり、そのパッケージの合計質量は機体のわずかな割合にすぎません。点検用UAV用モーターのクラスが軽く保たれるのはそのためです。農業用の機体が飛行中に質量の変わるタンクを基準にサイズを決められ、ヘビーリフトの機体が数十キログラム単位で測られる貨物を基準にサイズを決められるのに対し、点検用の機体は、数百グラムで変化しないセンサを基準にサイズを決められます。
一定で控えめなペイロードは、点検用UAV用モーターの仕様を一つの有用な点で単純化します。ホバリング点がミッションを通じて動かないのです。モーターは始めと終わりで同じ推力要件を見るため、熱的なデューティは一連のピークではなく定常状態であり、巻線は単一の動作点に対してサイズを決められます。また、点検用UAV用モーターの質量がペイロードよりも総質量に占める割合が大きくなることも意味し、ここにある四件の記録が135 gと282 gの間に位置し、質量を一段上げるにはペイロード以外の何かで正当化しなければならない理由でもあります。
ソーティーの長さと、モーターを交換する頻度
点検作業は反復的です。同じ対象が、同じ角度から定期的に撮影され、機体は飛行回数ではなく時間を積み上げます。このパターンは、決定の一部を単一のミッションから切り離します。U8 Lite L KV110は平均故障間隔として約1000時間を公表しており、U5の記録も同種の数値を持っているため、点検運用者が直面する問いは、今日どの点検用UAV用モーターが機体を最もよく支えるかだけでなく、その整備間隔が、取り付けられた機体とどう整合するかでもあります。
点検用UAV用モーターの長い整備間隔は、取り付けの決定をより恒久的なものにします。プログラムの開始時に選ばれたシャフト径、ボルトパターン、リード線長は、たいてい複数の機体にわたって生き残るため、推力はわずかに優れるものの取り付けが厄介な記録は、一シーズンの飛行を通じればより高くつく選択になりえます。下の表の外形の数値は、機体質量だけでなく、モーターが実際に載るアームに照らして読む価値があります。
点検用ドローン用モーターの背後にある五つの数値
五つの記録値が、点検用ドローン用モーターに関する決定の大半を担っており、そのうち一群全体で完全に公表されているものは一部だけです。欠落は数値と同じくらい重要です。メーカーが公表していない数値を暗黙に仮定した推進の収支は、後で開き直さざるを得ない収支だからです。同じ五つの値が、この一群のどの大きさであれ、点検用UAV向けBLDCモーターの決定を左右します。
試験台ではなく、ホバリング点での推力
この一群における点検用UAV用モーターの記録上の最大推力は2850 gから11200 gに及び、そのいずれもホバリングの数値ではありません。それらは、指定されたプロペラ、電圧、スロットルで試験台の上で測定されたものです。機体をまたいで比較可能にするのは、負荷を分担するアームの本数です。全備重量4 kgの四本アームの機体における2850 gは、同じ質量の八本アームの機体における2850 gとはまったく別の話であり、モーターが同一であっても変わりません。
したがって点検用UAV用モーターの有用な読み方は、アームあたりの推力を、そのアームが支えなければならない質量に対して見ることであり、そのうえに制御の余裕を加えます。四本アームの4 kgの機体は、単にホバリングするだけで、それぞれの点検用UAV用モーターに約1000 gを求め、これは一群の中のどの記録でもカバーできます。同じ機体を四本アームで、風の余裕とモーター一基喪失時の予備を加えて運用する場合、要求はかなり大きくなり、記録上の推力2850 gと4660 gのどちらを選ぶかが意味を持ち始めるのはそこです。
質量は、パック容量から支払われる
点検用UAV用モーターの質量は、それ以外はバッテリに充てられる収支からの固定の控除です。ここにある135 gから282 gの各記録は、公表どおりケーブルを含む質量であり、一群全体の差はモーター一基あたり147 gです。四本アームの機体では、その広がりは機体全体で588 gになり、これは小さな追加パックのおおよその質量であり、したがっておおよそ数分のホバリング時間に相当します。
質量はまた、ホバリングをデューティとする機体では過小評価されやすい形で積み上がります。より重い点検用UAV用モーターは機体を支えるのにより多くの推力を必要とし、それはより多くの電流を引き、より大きなパックを要し、それがさらに質量を加えます。このループはこの規模では緩やかですが、一方向にしか回らず、ミッションが不要とする推力値のために選ばれたモーターは二重に支払われます。一度はモーターの質量として、もう一度は押しのけた容量としてです。
プロペラとバスに対するKV
点検用ドローン用モーターにおけるKVは、適合を示す数値であり、品質を示す数値ではありません。無負荷時に印加電圧あたりでシャフトがどれだけ速く回るかを示すものであり、モーターが回さなければならないプロペラと、電源となるセル数と並べて初めて意味を持ちます。高電圧バスで大きなプロペラを回す低KVの記録は、フルスロットルの控えめな割合でホバリングに到達します。同じバスで高KVの記録は、電流の上限内にとどまるために小さなプロペラを必要とします。
四件の記録を通じて、点検用UAV用モーターは110から400 KVに及び、その広がりは好みではなくバスに従います。U5 KV400は3-8S、MN5008 KV340は固定6S、MN501-S KV240は6-12S、U8 Lite L KV110は固定12Sをカバーします。対として読むと、低KVの記録はより高いバスと組み合わされており、これは想定される組み合わせです。12Sバスと110 KVの巻線はシャフト速度を大型の点検用プロペラが求める範囲に置き、6Sバスと340 KVの巻線はより小さな直径で同じ役割を果たします。
抵抗と部分スロットルの窓
内部抵抗は、点検用UAV用モーターにおいてパックのエネルギーのうちどれだけがプロペラに届くかを決める列です。モーターはバーストではなく、ソーティー全体を通じて部分スロットルで動作するからです。銅損は電流の二乗で増加し、ホバリング設定では電流は控えめですが連続的であるため、抵抗は数秒の上昇のためではなく飛行全体にわたって続く損失です。
ここで四件の記録は二倍以上の差があります。MN5008 KV340は55 mΩ、MN501-S KV240は85 mΩ、U8 Lite L KV110は105 mΩ、U5 KV400は116 mΩを公表しています。この順序は推力ではなく巻線の大きさに従っており、この列から得る価値のある点です。抵抗には点検用ドローン用モーターにおける第二の用途もあります。想定されるホバリング電流の二乗を掛けると、巻線が連続的に放散しなければならない熱の推定値が得られ、これは180 sの出力値よりも優れた熱設計の指標です。
外形、シャフト、ケーブル長
機械的な列は、モーターをアームに取り付ける段階になるまで二次的に見えます。四件の記録は、U5 KV400のØ42.5 × 37.5 mmから、MN5008 KV340のØ55.6 × 32 mm、MN501-S KV240のØ55.6 × 33.9 mmを経て、U8 Lite L KV110のØ87.1 × 28.05 mmに及び、シャフト径はそれぞれ5 mm、6 mm IN、4 mm OUT段差付きの6 mm IN、15 mmです。
ケーブル長は外形以上にばらつきます。U5は600 mm、MN501-Sは150 mm、U8 Lite Lは90 mm、MN5008は80 mmです。点検用の機体ではスピードコントローラは通常内側に置かれるため、短いリード線はESCがモーター側へ寄ることを意味しアーム端に質量を加え、長いリード線は機体が毎回のソーティーで運ぶ銅の質量を加えます。どちらが誤りということはありませんが、両者は互換ではなく、その選択はモーターの記録ではなく機体設計に属します。
135 gから282 gにわたる点検用UAV用モーターの比較
下の表は、記録上の最大推力の昇順で四件の記録をまとめたものです。すべての値は各モデルについて公表されたとおりであり、推定したセルはありません。メーカーが特定の列について数値を公表していない場合、セルは隣のモデルから埋めるのではなく、記載なしとして残します。
| モデル | 構成 | 内部抵抗 | セル数(LiPo) | 最大推力 | 最大出力 180 s | 質量 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U5 KV400 | 12N14P | 116 mΩ | 3-8S | 2850 g | 850 W | 195 g |
| MN5008 KV340 | 24N28P | 55 mΩ | 6S | 4215 g | 760 W | 135 g |
| MN501-S KV240 | 24N28P | 85 mΩ | 6-12S | 4660 g | 1200 W | 170 g |
| U8 Lite L KV110 | 36N42P | 105 mΩ | 12S | 11200 g | 2140 W | 282 g |
四つのモーターはすべてToBMSのUAV用モーターカテゴリに掲載され、点検用UAVのアプリケーションにまとめられています。構成、内部抵抗、セル数、最大推力、180 sの出力、質量はT-Motorが公表したとおりの値であり、指定されたプロペラと電圧で試験台の上で測定されたもので、ホバリング定格ではなく試験台の数値として読むべきものです。
軽い側: U5 KV400とMN5008 KV340
二件の点検用UAV用モーターの記録が一群の軽い側を担い、同じ問題を正反対の方法で解決しています。T-Motor U5 KV400 UAV用モーターは、より広い窓の選択肢です。195 gで2850 gの記録推力を持つ3-8Sの記録で、12N14Pステータ、抵抗116 mΩ、600 mmのリード線を備えます。一群の中でセル数が最も拘束の少ない記録であり、どのパックに標準化するかをまだ決めている段階のプログラムに適します。
T-Motor MN5008 KV340 UAV用モーターは、より軽く、より特化した選択肢です。135 gでここでは最も軽い記録であり、固定6Sバスで4215 gの推力を記録し、一群のより大きな記録も採用している24N28Pステータを使います。すでに6Sパックで運用しているコンパクトな四本アームの点検用機体にとって、これは二つの明白な答えのうち小さいほうであり、ホバリングをデューティとするミッションでは、U5に対して節約する60 gはパック容量の実質的な増分です。
中間: MN501-S KV240、最も広いバス窓
T-Motor MN501-S KV240 UAV用モーターは一段上の記録であり、最も広い範囲をカバーする記録です。24N28Pステータで6-12Sを受け入れ、170 gから4660 gの最大推力を記録し、85 mΩの巻線とともに180 sで1200 Wを公表しています。広いセル窓と中位の推力値のこの組み合わせが、パックの決定がまだ固まっていない六本アームの機体の点検用ドローン用モーターとして、自然な適合にする理由です。
軽い二件と並べて読むと、MN501-SはU5とMN5008に対して25 gと30 gの質量を差し出し、より広い電圧範囲と、MN5008の場合には445 gの推力の段差を得ています。また一群の中で、最も軽い記録が使う6Sバスと最も重い記録が使う12Sバスの両方にまたがる記録でもあり、点検プログラムが二つの機体サイズにわたって標準化を進めるときに有用な中間点となります。
上端: U8 Lite L KV110
T-Motor U8 Lite L KV110 UAV用モーターは範囲の上端を締めくくり、ほとんどすべての列で外れ値となっています。Ø87.1 × 28.05 mm、質量282 gの本体から、次の記録の二倍を超える11200 gの推力を記録し、固定12Sバスと36N42Pステータを備え、180 sで2140 Wとピーク電流45.8 Aを公表しています。その15 mmシャフトはU5の三倍の直径であり、抵抗105 mΩは、はるかに大きな巻線にもかかわらず一群の中位に位置します。
正当化を要するのは質量の段差です。MN501-SからU8 Lite Lへ移ると、モーター一基あたり112 g、四本アームの機体で448 gが加わり、その代わりに得られる推力の増加は、軽い点検用機体が必要とする量をはるかに超えています。この記録が居場所を得るのは、より重いセンサーパッケージ、二つ目のバッテリ、あるいはより大きなカメラを載せたジンバルを運ぶプラットフォームであり、そこでは機体質量そのものが増えており、余分な推力は能力ではなく余裕を買っています。
モーターを点検ミッションに合わせる
点検用UAV用モーターの記録値は、ある種の点検作業に照らして読んで初めて判断になります。四件の記録はそれぞれ、あるプロファイルにはよく適合し、その下のプロファイルには過大です。プロファイル間の違いは、どれだけ遠くへ飛ぶかではなく、静止している間に機体が何をしなければならないかの違いです。
橋梁と外壁の近接点検
外壁や橋の近接点検は、表面自体が乱している空気の中で、大きな面から数メートルの位置を保持することを意味します。機体は通常小さく、カメラは構造物に近く、数センチのドリフトが構図を変えてしまうため、位置の許容差は厳しくなります。スロット数の多い軽い点検用UAV用モーターがこのプロファイルに適します。6Sバスで135 gのT-Motor MN5008 KV340 UAV用モーターは、四本アームの機体にアームあたり4215 gの記録推力を与え、それを風の排除に充てられ、24N28Pステータは、この作業が伴う小さなスロットル変化に対して応答を静かに保ちます。
送電線と鉄塔の離隔飛行
送電線と鉄塔の作業は、機体を表面からより遠ざけ、ある程度の質量を持つセンサ、多くの場合ジンバル上のズームカメラを加えます。位置の許容差は外壁への近接通過より緩いものの、機体はより重いため、アームあたりの推力要件が上がり、それに伴う低い電流を求めてバスはしばしば12Sへ移ります。T-Motor MN501-S KV240 UAV用モーターは六本アームの機体でこのプロファイルをカバーします。記録推力4660 gと6-12Sの窓により、モーターを変えることなくパックを大きくする余地が残り、一基あたり170 gがアーム端の質量を釣り合わせます。
閉鎖空間と屋内飛行
タンク、縦坑、ダクトの内部の点検は、風の問題を取り除き、それをプロペラ直径の制約に置き換えます。機体は進入できるだけの小ささを必要とし、それがプロペラを制限し、それが所与のKVが出せる推力を制限します。このプロファイルは、点検用ドローン用モーターの比較の軽い側と、小さなプロペラでホバリング点に到達するKVを重視します。400 KV、195 gのT-Motor U5 KV400 UAV用モーターは、開放された突風の多い空気に晒されないコンパクトな機体に、セル窓とKVが最もよく合う記録です。
線状施設と回廊の測量
パイプライン、鉄道回廊、道路の線形は、それ以外は点検のデューティであるものに水平移動の区間を加えます。機体は一点でホバリングするのではなく、拠点間を飛行するため、ミッション収支の一部がホバリング推力から巡航効率へ移り、抵抗と無負荷電流の列が推力の列よりも重要になります。このプロファイルのために選ばれる点検用UAV用モーターは通常、センサーパッケージを依然として運べる最小の記録であり、巻線は高い最大推力ではなく低いホバリング電流のために選ばれます。T-Motor U8 Lite L KV110 UAV用モーターがこの話に登場するのは、回廊の機体が12Sと15 mmシャフトを必要とするほど大きい場合だけです。
これらのモーターを使う機体の種類
四件の記録は一つの製品カテゴリと一つのアプリケーション群に属しながら、いくつかの異なる種類の機体に用いられ、そのうちの一つに選ばれた点検用UAV用モーターが別のものに適することはほとんどありません。どの種類を設計しているのかを認識することが、仕様の列を比較するよりも早く点検用UAV用モーターの選択を決めます。
ジンバルを備えたマルチロータプラットフォーム
これは点検用UAV向けBLDCモーターの主要なプロファイルであり、二件の24N28Pの記録が担うものです。典型的な機体は、2 kgから8 kgの範囲で安定化カメラを載せ、同じ対象の上を反復的にソーティーし、整備ではなくパック交換のために着陸するクアッドコプターまたはヘキサコプターです。この機体ではホバリング点はほとんど動かないため、巻線は単一の安定した推力値に対してサイズを決められ、低抵抗の記録が飛行時間のために最も多くのパックエネルギーを残すものになります。
ハイブリッドおよびVTOLの点検用機体
点検プログラムが線状施設を対象とする場合、一部の機体は前進飛行の区間を加えてハイブリッドまたはVTOLの設計になります。それらの機体の揚力用モーターは、マルチロータと同じホバリングのデューティを負いますが、飛行の垂直部分に限られます。そのため熱的な状況はより楽であり、推力の状況は変わりません。T-Motor MN501-S KV240 UAV用モーターは、揚力側のこの役割に自然に収まります。6-12Sの窓がVTOLの機体が載せがちなパックに合い、24N28Pステータが反復される垂直サイクルに適するからです。
テザー式および閉鎖空間の点検システム
テザー式の点検プラットフォームは、飛行時間を電力ケーブルと固定された運用高度と引き換えにし、それが点検用UAV用モーターの要件を、パック効率から安定した推力へと移します。機体はしばしばコンパクトでミッションは長いため、一群の低質量側が該当します。T-Motor U5 KV400 UAV用モーターとT-Motor MN5008 KV340 UAV用モーターが195 gと135 gでこの役割をカバーし、テザーがバッテリの質量ペナルティを取り除くため、二つのうち軽いほうが、より制約の多い記録ではなく、より魅力的な記録になります。
選定チェックリスト
三つの確認が点検用UAV用モーターに関する大部分をカバーし、それぞれが次に向けて候補を絞るため、順番に行うのが最も適しています。これらは、一群の135 gの端から282 gの端まで、点検用UAV向けのあらゆるBLDCモーターに当てはまります。最初の二つは、どの記録を開くよりも前に決められる機体側の判断であり、三つ目は公表データが残した欠落を埋めます。
製品より先にホバリング推力を固める
ペイロードではなく機体の全備重量から始め、それをアームの本数で割って、それぞれの点検用UAV用モーターが保持しなければならない推力を求め、そのうえでミッションが必要とする余裕を加えます。この種の作業では余裕は二つの部分からなります。構造物のそばの突風の多い空気の中で機体をカメラのフレーム内に保つ制御の余裕と、モーター一基を失った場合に必要となる予備です。どちらも機体側の判断であり、一群を絞り込む前に決めておかなければなりません。
バス、プロペラ、マウントを固める
KVが両者を結びつけるため、バスとプロペラは一緒に選定されます。12Sの記録は大きく低速なプロペラと低KVを求め、6Sの記録はより小さな直径とより高いKVを求めます。対が固まると、残る記録はアームが物理的に受け入れられるもの、すなわちボルトパターン、シャフト径、外形、リード線長によって絞り込まれます。5 mmのシャフトと15 mmのシャフトの差は別のクラスのアーム端であり、推力の上で魅力的に見えた候補を除外するのは通常この列です。
記録が未解決のままにする数値を埋める
四件のいずれもホバリング定格の推力値を公表しておらず、連続電流を公表しているものは一部だけです。数値が欠けている場合、それを埋めるのはメーカー自身の推力表であり、それでも開いたままの場合、その欠落は仮定で埋めるのではなく、推進の収支における未解決項目として記録すべきです。試験台の最大値をホバリング値として読んで組んだ収支は、快適に見え、橋のそばの突風の日に耐えられません。
- モーターとパックを含めた全備重量をまず合計し、それをアームの本数で割って、アームあたりがホバリングで保持しなければならない推力を求めます。
- 作業環境が必要とする制御の余裕と、モーター一基の喪失が要求する予備を加えて、モーターがカバーしなければならないアームあたりの推力を求めます。
- 公表されている最大推力がその数値をカバーする最小の記録を選び、節約した質量をパック容量に充てられるようにします。
- パックの決定からバスを固定し、選んだKVとプロペラが、そのバス上で妥当なスロットルでホバリングに到達することを確認します。
- 熱設計を確定する前に、巻線抵抗に想定ホバリング電流の二乗を掛けて、連続的な銅損を見積もります。
- ホバリング電流を、公表されている連続値と照合し、記録がその数値を未解決のままにしている箇所を記録します。
- シャフト径、ボルトパターン、外形、リード線長を、アームとスピードコントローラの位置に照らして確認します。
- KVとバスから導かれるプロペラ径が機体に収まること、スピードコントローラが公表されたピーク電流に対応する定格であることを確認します。
よくある質問
Q点検用UAV用モーターにはどれだけの推力が必要ですか。
全備重量をアームの本数で割ることから始め、そのうえで作業環境が必要とする制御の余裕を加えます。四本アームで4 kgの典型的な点検用機体では、2:1の推力重量比は、それぞれの点検用UAV用モーターに2000 gを求めますが、これはこの一群の中で最も軽い二件を除くすべての記録が余裕をもってカバーします。実際に選択を制約するのは、部分スロットルで保持される推力であり、記録上の最大値ではありません。
Q点検用ドローン用モーターはどのKVを使うべきですか。
機体が搭載するバス上で、プロペラが妥当なスロットルでホバリングに到達する程度に低くです。ここにある四件の記録は110から400 KVにわたり、その広がりは好みではなくセル数に従います。400 KVの記録は3-8S、340 KVの記録は固定6S、240 KVの記録は6-12S、110 KVの記録は固定12Sをカバーします。KVはプロペラとバスの適合であるため、単独では選べません。
Q点検用UAV用モーターでは、最高速度よりも位置保持が重要なのはなぜですか。
画像が機体の静止中に撮影されるからです。数センチのドリフトが構図を変えるため、フライトコントローラは小さく頻繁な修正を出し、モーターはそれを、遅れや応答の段差なく答えなければなりません。ステータのスロット数と極数もここで関わります。この一群の24N28Pと36N42Pの記録は、12N14Pの記録よりもトルクの生成をより多くのローター位置に分散させ、低スロットルでのコギングの寄与を下げます。
Qモーターの質量は点検用機体にどう影響しますか。
それ以外はバッテリに充てられる収支からの固定の控除です。ここにある四件の記録はケーブルを含めて135 gから282 gに及び、モーター一基あたり147 g、四本アームの機体で588 gの広がりです。より重い点検用ドローン用モーターは機体を支えるのにより多くの推力を必要とし、それがより多くの電流を引き、より大きなパックを要するため、質量のペナルティは固定ではなく積み上がります。
Q点検用ドローン用モーターにはどのバス電圧が適しますか。
モーターが必要とするホバリング電流を、許容できる銅損でパックが供給できる電圧です。セル数を上げると所与の出力に対する電流が下がり、配線と巻線の損失が減ります。この一群で最大の記録が固定12Sバスで動作し、最も軽い記録が6Sで動作するのはそのためです。最も広い窓を持つ6-12Sの記録は、パックの決定がまだ最終でない場合に有用な選択です。
Qより大きな点検用UAV用モーターは、より優れているのでしょうか。
いいえ。機体に対して過大なモーターは、スロットル曲線上の不利な点で運転され、そこは巻線が最も効率の悪い振る舞いをし、コギングが制御外乱として最も現れやすい領域です。余分な質量も毎回のソーティーで運ばれます。適切な大きさは、ミッションが必要とする余裕を含めてホバリング要件を公表推力がカバーする最小の記録であり、軽い点検用機体では多くの場合、282 gの記録ではなく135 gの記録です。
Q点検用UAV用モーターにおける180 sの出力値は何を意味しますか。
これは連続定格ではなくデューティの窓です。この一群の記録について記録された出力と、公表されている場合はピーク電流は、180 sの窓で示されており、これは上昇をカバーするには十分な長さですが、ソーティー全体よりは短いものです。ホバリングをデューティとする機体でより重要になる数値は連続電流であり、記録がその数値を未解決のままにしている場合、その欠落は仮定で埋めるのではなく未解決項目として扱うべきです。
公式リソース
この比較のすべてのモーターはT-Motorが公表しており、メーカー自身の製品ページには、ToBMSの記録が再現するのではなく要約している推力表、試験条件、適合の指針が掲載されています。この記事の数値が記録に公表されていないと示されている場合、それを探す最初の場所はメーカーのページであり、各ページに記載された適合の指針が、KVとバスに対するプロペラ径の参照先です。
次のステップ
読み物から候補リストへ進むには、三つのツールを順に使います。この比較のすべてのモーターはUAV用モーターカテゴリにあり、候補は推力クラス、KV、セル数で絞り込むことができ、並べて比較する表示は、アーム端の決定を行う間、複数の記録を同時に開いておけます。点検用UAVのアプリケーションページには、このデューティを担う記録がまとめられています。
既存のいくつかのガイドがここから横に広がります。UAV用モーター:機体にKV、推力、質量を合わせるは、同じカテゴリを機体側から扱い、この記事が扱わない記録をカバーし、長時間航続UAV向けのBLDCモーター:効率、質量、バス電圧は、何時間も飛ぶ機体について効率の議論をさらに進めます。産業用UAV向けBLDCモーター:デューティサイクル、冗長性、ペイロードは反復ミッションと冗長性のケースを扱い、VTOLドローン用モーター:ホバリング推力と巡航効率の両立は、点検のデューティに前進飛行の区間を加える機体を扱います。
さらに二つのガイドが、点検プログラムが別の用途とハードウェアを共有する場合に関係します。ヘビーリフトドローン用モーター:T-Motorの3つの選択肢、2.85 kg-101 kgの推力は、2.85 kgの推力以上にわたるT-MotorのUおよびMNの記録をカバーし、これはセンサーパッケージがペイロードへと育った場合に点検用機体が入る範囲です。農業用UAV向けBLDCモーター:KV、ステータサイズ、部分スロットルトルクは、飛行中にホバリング点が動くタンク搭載のケースを扱い、これはここで述べた定常的なデューティとは正反対です。Navigatorレンジを扱うメーカーの発表映像は、T-Motor Navigator MNシリーズ ヘビーリフトUAV用モーター:公式発表動画として利用できます。
要点を短く言えば、まず全備重量とローター数を固定し、それらからアームあたりがホバリングで保持しなければならない推力を導き、風とモーター喪失の余裕を加え、公表された最大推力がその数値をカバーする最小の記録を選び、そのうえで初めてKV、バス、プロペラをまとめて固めます。その後のすべての手順は、すでに下した決定の確認であり、これが点検用UAV用モーターをデータシートではなくミッションに合わせ続ける順序です。








