Motores BLDC para UAV de longa autonomia: eficiência, massa e tensão de barramento

Um Motor BLDC para UAV de longa autonomia é escolhido pelo ponto em que a aeronave realmente passa o seu tempo, e não pelo pico que ela consegue suportar por um instante, e os sete modelos da série MN atualmente listados na categoria Motores para UAV mostram o quanto esses dois requisitos estão distantes. Ao longo do grupo, o KV vai de 160 a 470, a massa de 68 g a 171 g, a resistência interna de 55 mΩ a 194 mΩ e a potência publicada de 180 segundos, de 380 W a 1200 W. Essa dispersão tem de responder por um multirrotor de levantamento sub-quilograma em uma extremidade e por uma plataforma de decolagem VTOL de vários quilogramas na outra, de modo que a pergunta útil não é qual dos sete é o mais forte, mas qual deles mantém a sua eficiência e a sua temperatura no ponto de pairado em torno do qual a missão é construída. Este guia lê os sete registros à luz dessa pergunta, e o mesmo regime é descrito na página de aplicação UAV de longa autonomia.

Resposta rápida

O tempo de voo é definido por uma cadeia, e não por uma única coluna, e a cadeia vai da hélice à tensão de barramento e ao enrolamento. O diâmetro e o passo da hélice fixam a rotação do eixo e o torque que o motor precisa entregar; o número de células fixa a tensão que o enrolamento vê; e o KV une os dois, porque o KV é a razão entre a rotação do eixo e os volts aplicados. Uma aeronave de longa autonomia quer a hélice grande e lenta e o barramento alto, para que a corrente que o enrolamento conduz durante toda a missão permaneça baixa, e os registros deste grupo publicados para 6-12S e 12S são os construídos para esse arranjo.

Duas das colunas pesam mais do que a sua largura sugere. A resistência interna é o coeficiente da perda no cobre, e a perda no cobre é paga continuamente durante todo o voo, e não em surtos, de modo que uma resistência que difere por um fator de três entre dois candidatos é uma diferença que a missão vai sentir. A potência publicada de 180 segundos é uma janela térmica, e não uma classificação de cruzeiro, e o melhor é lê-la como um sinal de margem entre candidatos de regime semelhante, e não como um número a substituir em uma estimativa de tempo de voo. A seleção de um Motor BLDC para UAV de longa autonomia começa, portanto, pela hélice e pela massa total, passa para o barramento e o KV, e só então compara os registros coluna por coluna.

Onde os sete registros se dividem é no barramento, e não na massa. Quatro deles são publicados para 6S ou menos e três para 6-12S ou 12S, e os valores de KV seguem a mesma divisão, indo de 340 a 470 KV nos registros de tensão mais baixa e de 160 a 240 KV nos de tensão mais alta. Os dois grupos conseguem atingir rotações de eixo comparáveis a partir de tensões de pacote diferentes, e o número que os separa é a corrente que cada um consome para a sua potência publicada. As seções abaixo desmontam essa cadeia em ordem e depois colocam os sete registros lado a lado como um único conjunto de especificações.

Onde o tempo de voo realmente se perde

O tempo de voo de um Motor BLDC para UAV de longa autonomia não se perde porque o motor seja ineficiente no abstrato; perde-se em um ponto de operação específico, e esse ponto é o pairado. Tudo o que está a jusante do ponto de pairado — o tamanho do pacote que precisa ser carregado, a subida que precisa ser orçada, a reserva que precisa ser mantida — deriva da potência que a aeronave precisa para se manter no ar. É por isso que uma lista de candidatos de longa autonomia é escrita em torno da eficiência de pairado e do comportamento térmico, e não do maior valor de potência publicada em uma linha de produtos.

O ponto de pairado é onde uma missão é gasta

Um voo de levantamento ou inspeção sobe uma vez, se estabiliza e depois mantém a altitude durante a grande maioria da sua duração, de modo que a potência elétrica consumida nesse estado estacionário é o número que define a autonomia. A potência de pico é consumida por segundos durante a subida e é limitada pelo ESC e pelo pacote, e não pelo enrolamento. A consequência para uma lista de candidatos é direta: dois motores com a mesma potência de pico publicada podem ficar muito distantes no ponto de pairado, e o que é melhor no pairado é o que importa para uma missão longa. É também a razão pela qual a coluna de 180 segundos não pode substituir os dados de pairado, e pela qual as seções abaixo separam os dois números sempre que uma comparação depende da diferença.

O carregamento de disco é uma decisão de hélice antes de ser uma decisão de motor

A potência de que um multirrotor precisa para pairar a uma dada massa total cai à medida que a área de disco sob ele cresce, e a área de disco é uma propriedade das hélices, e não dos motores. Um rotor maior na mesma aeronave acelera uma massa maior de ar a uma velocidade menor, o que produz o mesmo empuxo com menos potência induzida. O motor entra na figura apenas como o componente que precisa girar esse rotor maior a uma velocidade viável e sem superaquecer, e é por isso que os registros de KV baixo deste grupo são também os publicados para os maiores números de células: uma hélice grande e lenta precisa de uma rotação de eixo baixa por volt, e um barramento alto é o que entrega a rotação de eixo necessária sem um KV alto.

A autonomia é empuxo por watt, não watts

O número que descreve a economia de pairado é o empuxo devolvido para cada watt de entrada elétrica, e o fabricante publica-o diretamente. Os dados de teste do MN3510 KV360 com uma hélice 15 × 5 CF a 14.8 V vão de 340 g de empuxo a 15.32 G/W em 50 por cento de aceleração, passando por 580 g a 13.06 G/W em 65 por cento e 760 g a 11.41 G/W em 75 por cento, até 1000 g a 9.94 G/W em plena aceleração. Em um único motor e uma única hélice, o ponto de 50 por cento devolve, portanto, cerca de 1.5 vezes o empuxo por watt do ponto de plena aceleração. A eficiência de UAV de longa autonomia é comprada na extremidade de aceleração parcial dessa curva, que é exatamente onde uma aeronave que não está subindo passa o seu tempo, e é a razão pela qual uma lista de candidatos lida contra uma coluna de potência de pico pode apontar na direção errada.

Resistência, corrente e o calor com que uma missão longa precisa conviver

A perda no cobre é a corrente ao quadrado multiplicada pela resistência do enrolamento, e cada termo desse produto se comporta de forma diferente ao longo de um voo longo. A corrente é definida pela hélice e pelo barramento; a resistência é uma propriedade do enrolamento; e a perda resultante é convertida em calor dentro de um estator que não tem refrigeração ativa e conta apenas com o fluxo de ar que a aeronave proporciona. Em uma missão de vinte minutos, a perda se acumula continuamente, de modo que o valor de resistência interna de um motor de UAV é um coeficiente de um custo corrente, e não de um custo momentâneo, e a eficiência de UAV de longa autonomia é o que os dois termos decidem juntos ao longo de uma descarga completa.

A resistência é uma perda que percorre toda a missão

Como a perda escala com o quadrado da corrente, o seu valor é decidido sobretudo por onde se situa a corrente de pairado, e a corrente de pairado é decidida pela carga da hélice e pela tensão de barramento. Neste grupo, a resistência vai de 55 mΩ no MN5008 KV340 a 194 mΩ no MN4006 KV380, um fator de cerca de três e meio entre registros de potência publicada comparável. Lida ao lado da coluna do barramento, essa ordenação fica amplamente explicada: quanto maior o número de células, menor a corrente necessária para uma dada potência de eixo, e menos custa o termo da resistência. Uma leitura honesta de uma lista de candidatos de UAV de longa autonomia precisa usar as duas colunas em conjunto, porque uma resistência alta em um registro de tensão baixa e uma resistência baixa em um registro de tensão alta não medem o mesmo regime.

A linha da corrente em vazio, e o que ela custa ao longo de uma hora

A corrente em vazio é a corrente que o motor consome sem carga de hélice, e cobre as perdas que não vêm da carga — arrasto dos rolamentos, resistência do ar e as perdas no ferro do estator. Essas perdas estão presentes sempre que o motor gira, de modo que, ao longo de uma hora, são um imposto fixo sobre o pacote. A coluna é publicada de forma desigual neste grupo, e é publicada em tensões de referência diferentes, o que é uma limitação que vale a pena declarar com clareza: o MN4006 KV380 é listado em 0.3 A e o MN5008 KV340 em 0.9 A, ambos a 10 V, enquanto o MN6007 II KV160 é listado em 0.5 A a 18 V. Os quatro registros restantes do grupo não trazem o campo, de modo que nenhum ranking equivalente de perda em vazio entre todos os sete pode ser feito a partir dos registros; quando uma montagem depende da perda em vazio, o valor pertence às perguntas dirigidas à documentação do fabricante.

Um estator que se mantém frio conserva a sua margem de eficiência

A resistência do cobre aumenta com a temperatura, de modo que um enrolamento que esquenta no ponto de pairado é um enrolamento cujas perdas crescem ao longo do voo e cuja margem disponível encolhe junto com elas. Isso faz do comportamento térmico uma propriedade de primeira ordem de um motor de longa autonomia, e não secundária, e é a parte do regime que as tabelas publicadas descrevem de forma menos direta. A própria nota de teste do fabricante é explícita sobre a condição por trás da sua coluna de temperatura: o número é a temperatura da superfície do motor a 100 por cento de aceleração depois de o motor ter funcionado por 10 minutos. Um pairado estável com aceleração parcial é um caso térmico diferente de dez minutos em plena aceleração, de modo que os dados de temperatura são evidência de como o projeto administra o calor, e não uma previsão da temperatura de pairado, e as hipóteses de fixação e de ambiente por trás deles permanecem com a documentação do fabricante.

O que uma missão longa exige e uma curta não

Um voo curto e um voo longo leem a mesma tabela de especificações de forma diferente, e a diferença não é apenas a duração. Uma missão longa expõe o enrolamento a uma corrente sustentada e a uma carga térmica sustentada, esvazia o pacote o suficiente para mover a tensão de barramento sob o motor e não deixa espaço para um componente cujos números publicados só valem no início da curva de descarga. Esses três efeitos são a razão pela qual as colunas que importam mudam entre os dois regimes.

O que a coluna de 180 s mede de fato

A potência publicada de 180 segundos é a potência que o motor consegue absorver por 180 segundos antes de atingir o limite térmico definido pela sua classe de isolamento e pela sua fixação, e o fabricante declara a convenção de temperatura que está por trás dela. Ela fica entre uma subida e uma missão: mais longa do que qualquer surto de decolagem, muito mais curta do que um voo. O seu papel útil em uma lista de candidatos de longa autonomia é comparativo — um registro de 1200 W contra um registro de 380 W é uma diferença real em quanta corrente o enrolamento consegue conduzir antes de o limite ser atingido, e em quanta margem uma aeronave mais pesada tem se o ponto de pairado se deslocar. Não é um número para dividir a energia do pacote, e as seções acima mostram por quê: o empuxo por watt no ponto de pairado, e não o teto térmico, é o que converte energia armazenada em tempo no ar.

O regime ao longo do tempo, e por que um número de pico não pode substituí-lo

Uma missão tem uma forma, e a forma é o que um enrolamento experimenta. Uma subida de dezenas de segundos, um pairado de muitos minutos, uma perna de reposicionamento e uma descida apresentam cada um uma corrente diferente, e apenas o segmento de pairado dura o suficiente para importar para o estado estacionário térmico. A tabela de especificações não traz coluna para esse perfil, o que significa que a comparação tem de ser montada a partir das partes que existem: a eficiência no ponto de pairado dos dados de teste, a resistência que transforma a corrente de pairado em calor e os valores publicados para as extremidades da faixa. Ler uma lista de candidatos pelo maior número da coluna de potência substitui uma distribuição por um extremo, e é a forma mais comum de uma seleção de longa autonomia ser feita com a base errada.

A queda de tensão no fim do pacote

Um pacote que já entregou a maior parte da sua capacidade fica a uma tensão mais baixa do que um cheio, e o motor vê isso diretamente, porque o KV converte volts em rotação de eixo. No fim de um voo, a rotação de eixo disponível a uma dada aceleração cai, portanto, e manter o mesmo empuxo exige mais corrente — o que aumenta a perda no cobre exatamente no momento em que o pacote tem menos margem a oferecer. Os registros descrevem isso apenas por meio da coluna de número de células, e essa é uma razão pela qual a contagem vale a pena ser lida como parte do regime, e não como um detalhe de empacotamento. Uma montagem cujo voo inteiro é planejado contra a tensão do pacote cheio está planejando contra o topo de uma curva que desce.

Massa, e a capacidade de bateria que ela desloca

Em um Motor BLDC para UAV de longa autonomia, a massa não é gratuita: é paga com os dois orçamentos que decidem a autonomia, a carga útil e o pacote. Cada grama adicionado ao motor precisa ser elevado durante todo o voo, o que aumenta a potência de pairado e, portanto, esgota o pacote mais depressa; o mesmo grama retirado do pacote remove energia armazenada. A troca é real e é mensurável, e é por isso que a coluna de massa fica ao lado das colunas de eficiência, e não em um apêndice mecânico.

A massa do motor é paga com a carga útil ou com o pacote

Os sete registros vão de 68 g a 171 g, e a amplitude não é acidental: os registros mais leves são os de tensão baixa, que carregam menos cobre, e os mais pesados carregam o enrolamento e o material magnético de que um regime de empuxo mais alto precisa. Colocar um motor mais pesado em uma aeronave não adiciona simplesmente a sua própria massa, porque a capacidade de empuxo extra pode permitir uma hélice maior ou uma subida mais curta, o que pode devolver parte da massa. O que ela não pode fazer é escapar da aritmética do pairado: a uma massa total fixa, um conjunto de propulsão mais pesado deixa menos para o pacote, e o pacote é o orçamento de autonomia. A coluna de massa é, portanto, lida por último na sequência abaixo, mas é lida em conjunto com as colunas de eficiência, e não isoladamente.

A massa sem o cabo é o que a aeronave carrega

Existem duas convenções de massa nos registros e elas não são intercambiáveis. O valor na tabela abaixo é o peso publicado, incluindo o cabo e o conector; um valor separado apenas do motor é publicado para somente três dos sete registros, em 80 g no MN3110 KV470, 97 g no MN3510 KV360 e 150 g no MN4014 KV400. Esses três mostram que o cabo e o conector representam uma parcela significativa do peso publicado, entre cerca de 12 e 18 por cento do total nesses registros, de modo que um orçamento de massa construído sobre o valor da tabela é conservador na direção certa. Nenhuma tolerância é feita aqui para um valor sem cabo nos quatro registros que não publicam um, e nenhum é estimado.

Tensão de barramento e a hélice que o motor precisa girar

Em um Motor BLDC para UAV de longa autonomia, o número de células e o KV são frequentemente tratados como decisões separadas quando são duas metades de uma mesma razão. O KV converte os volts aplicados em rotação de eixo, de modo que a tensão de barramento e o valor de KV se multiplicam para definir a rotação sem carga; a hélice decide então quanto dessa rotação sobrevive sob carga e quanta corrente o motor consome para girá-la. Ler as duas colunas em separado é o que produz montagens individualmente razoáveis e em conjunto incompatíveis.

Número de células e KV são duas metades de uma mesma razão

Como a rotação sem carga escala com o KV a um barramento fixo, a razão entre dois valores de KV é a razão entre as suas rotações de eixo em um pacote comum. Neste grupo, o MN3110 KV470 e o MN6007 II KV160 estão nos extremos, a 470 KV em 3-6S e 160 KV em 12S, e a razão entre eles — próxima de três para um — é toda a razão pela qual as duas extremidades da tabela não são intercambiáveis. A mesma rotação de eixo pode ser atingida por um motor de KV alto com poucas células ou por um motor de KV baixo com muitas células; o que muda é a corrente. Mantendo constante a potência de eixo, elevar o barramento baixa a corrente, o que reduz a perda no cobre do enrolamento e a corrente que o ESC precisa fornecer.

KV mais baixo, hélice maior, menor carregamento de disco

Uma hélice maior é uma alavanca mais longa no eixo e precisa de mais torque a uma dada velocidade, e o torque em um motor brushless é produzido pela corrente. Assim, uma hélice grande e de passo grosso em um motor de KV baixo é um par compatível, e a mesma hélice em um motor de KV alto exigiria ou uma aceleração mais baixa — afastando o ponto de operação da sua região eficiente — ou uma corrente para a qual o enrolamento não está dimensionado. Essa é a metade mecânica do argumento que a seção de pairado faz no lado elétrico, e explica a ordenação do grupo: os valores de KV caem à medida que o empuxo publicado sobe, de 470 KV no registro mais leve a 160 KV no de maior empuxo. A eficiência de UAV de longa autonomia e o carregamento de disco estão ligados por essa ordenação, e não pela coluna de potência.

Motor BLDC para UAV de longa autonomia: matriz de comparação de especificações

Os sete registros atualmente listados na categoria Motores para UAV são apresentados abaixo como um único conjunto de especificações, ordenados pela massa publicada, para que o salto do registro mais leve ao mais pesado seja visível na própria coluna. Todo valor é o número que o fabricante publica para aquele modelo, e nenhuma célula é estimada. Onde um registro não traz um campo, a tabela o diz, em vez de preencher a lacuna. Os mesmos sete modelos são os agrupados sob o regime de UAV de longa autonomia discutido nas seções acima.

Modelo, configuração do estator, resistência interna, número de células publicado, empuxo máximo, potência máxima de 180 segundos e peso conforme publicado pelo fabricante para os sete modelos da série MN atualmente listados na categoria Motores para UAV, ordenados pelo peso publicado. O empuxo máximo e a potência de 180 segundos são os números que o fabricante publica para cada modelo; ambos dependem da hélice e da tensão de barramento usadas no teste, de modo que são comparáveis dentro do grupo apenas no sentido de que descrevem a própria condição publicada de cada modelo. O número de células é mostrado conforme publicado, de modo que um valor único significa uma janela publicada única e uma faixa significa que aquele modelo é publicado ao longo da faixa. O peso inclui o cabo e o conector. Nenhuma coluna de KV aparece porque cada nome de modelo na tabela traz o seu próprio valor de KV, e nenhuma coluna de envelope aparece porque o regime aqui descrito gira em torno das colunas elétricas, e não das dimensões do corpo.

Duas leituras se destacam quando os sete estão em uma única página, e nenhuma delas é a coluna de potência. A primeira é que a resistência interna de um motor de UAV não corre na mesma ordem que a massa: o MN5008 KV340 carrega 55 mΩ a 135 g, enquanto o MN3510 KV360 carrega 188 mΩ a 117 g e o MN4006 KV380 carrega 194 mΩ a 68 g. Lendo essa coluna de cima para baixo, os dois registros mais leves são os de maior resistência, que é o que um enrolamento dimensionado para uma aeronave leve parece, e os corpos 24N28P no meio da tabela são os de valores baixos. Uma lista de candidatos construída apenas sobre a coluna de massa colocaria esses registros na ordem errada para um voo longo e estável.

A segunda é que o número de células divide a tabela em duas. Três registros são publicados para 6-12S ou 12S e quatro para 6S ou menos, e os valores de KV seguem essa divisão: os quatro registros de tensão mais baixa vão de 340 a 470 KV e os três de tensão mais alta, de 160 a 240 KV. Como o KV é rpm por volt, os dois grupos atingem rotações de eixo comparáveis a partir de tensões de pacote muito diferentes, e o número que os separa é a corrente que cada um consome para a sua potência publicada. É essa a leitura que a sequência de dimensionamento abaixo transforma em decisão.

Uma terceira leitura diz respeito aos registros que estão mais próximos entre si na tabela. O MN501-S KV240 e o MN4014 KV400 são adjacentes em massa, com 170 g e 171 g, mas foram construídos para extremidades diferentes do regime: um é um registro 24N28P 6-12S a 1200 W e o outro um registro 18N24P 4-8S a 900 W. Massa adjacente com um estator diferente, uma janela de barramento diferente e uma potência publicada diferente é o lembrete mais claro da tabela de que a massa é um resultado de empacotamento, e não uma descrição do regime. Escolher entre eles depende do barramento que a aeronave consegue carregar e da hélice que cada um deve girar, e não do 1 g que os separa.

Sete registros contra três faixas de massa de plataforma

A tabela ordena por peso, que é a ordem correta para uma lista de candidatos e a ordem errada para entender o que o grupo contém. Lidos por plataforma, os sete motores BLDC para regime de UAV de longa autonomia atualmente listados na categoria Motores para UAV dividem-se em três faixas, e os limites das faixas são definidos pela massa de decolagem da aeronave, e não pelo motor. As três seções abaixo colocam cada registro onde ele pertence e observam o que os registros não dizem.

Plataformas abaixo de 2 kg e o que os registros deixam em aberto

A extremidade leve do grupo é sustentada por três registros que foram construídos para pequenas plataformas de câmera. O Motor para UAV T-Motor MN4006 KV380 é o mais leve, com 68 g, um registro 18N24P 4-6S que publica 2309 g de empuxo e 380 W; o Motor para UAV T-Motor MN3110 KV470 é um registro 12N14P 3-6S de 98 g que publica 1220 g e 330 W; e o Motor para UAV T-Motor MN3510 KV360 é o registro 12N14P 3-6S de 117 g que publica 1900 g e 330 W. Os dois registros 12N14P ilustram por que um número de empuxo precisa da sua condição de teste anexada: a curva publicada pelo fabricante para o MN3510 KV360 atinge 1000 g com uma hélice 15 × 5 CF a 14.8 V, de modo que o seu valor de registro de 1900 g pertence a um barramento mais alto dentro da sua janela de 3-6S. O que os registros deixam em aberto para esta faixa é o valor de corrente de pairado para uma hélice e um barramento específicos, que é o número de que um orçamento de autonomia abaixo de 2 kg precisa e que não é trazido como coluna.

A faixa de 2-5 kg de mapeamento e inspeção

Dois registros cobrem a faixa intermediária, e são os que a construção do estator coloca mais próximos de um regime dedicado de longa autonomia. O Motor para UAV T-Motor MN4014 KV400 tem 171 g em um corpo 18N24P que publica 3360 g e 900 W em uma janela de 4-8S; o Motor para UAV T-Motor MN5008 KV340 tem 135 g em um corpo 24N28P que publica 4215 g e 760 W em 6S. Os dois diferem na direção que importa para este regime: o MN5008 KV340 carrega 55 mΩ de resistência contra os 67 mΩ do MN4014 KV400, e o seu número de células publicado é um único 6S, e não uma janela de 4-8S. Uma plataforma de mapeamento que se fixou em um pacote de 6S e quer a menor perda no cobre está lendo o MN5008 KV340; uma plataforma que quer o barramento como variável livre ao longo da montagem, ou que precisa da maior potência publicada, está lendo o MN4014 KV400. A diferença entre 135 g e 171 g é de 36 g de massa da aeronave, o que é uma fração da carga útil que qualquer um dos dois consegue levantar e uma fração real de um pacote pequeno.

A faixa de 5-10 kg de longa autonomia e sustentação VTOL

A extremidade pesada do grupo é preenchida por dois registros que diferem de tudo o que está abaixo deles na tabela. O Motor para UAV T-Motor MN501-S KV240 é um registro 24N28P 6-12S de 170 g que publica 4660 g e 1200 W; o Motor para UAV T-Motor MN6007 II KV160 é um registro 24N28P 12S de 159 g que publica 6419 g e 1120 W, o maior empuxo publicado do conjunto. Ambos carregam uma janela de barramento ampla ou alta e um KV baixo, que é a combinação de que uma hélice grande e lenta precisa, e ambos serviriam ao papel de sustentação de uma plataforma VTOL tão bem quanto a um papel de pairado em um multirrotor. O MN6007 II KV160 combina o maior empuxo publicado com a segunda maior resistência, de 178 mΩ, que é o que uma razão alta de KV por empuxo parece em um enrolamento de KV baixo: menos espiras de fio mais grosso não decorre apenas do empuxo, e é na coluna de resistência que isso aparece.

Selecionar um Motor BLDC para UAV de longa autonomia: uma sequência de dimensionamento

A ordem abaixo é a ordem em que os números publicados se tornam decisões, porque cada passo remove candidatos que um passo posterior não consegue trazer de volta. Ela é escrita para uma lista de candidatos extraída dos sete registros atualmente listados na categoria Motores para UAV, mas a sequência em si não depende de quais registros estão no grupo. A página de aplicação UAV de longa autonomia reúne os mesmos sete modelos com os seus atributos de filtro.

Regime e orçamento de pairado primeiro

O perfil da missão é fixado antes de qualquer motor ser lido: a duração de pairado, a subida, a carga útil e a reserva juntas dão a energia que o pacote precisa conter e a potência de pairado que a aeronave precisa produzir. Esses dois números delimitam então a busca, porque um motor cujos números publicados não sustentam a potência de pairado com uma eficiência que o pacote pode pagar não será salvo por nenhum passo posterior. Ao longo deste grupo, a potência publicada de 180 segundos sobe com o empuxo publicado na mesma ordem, de 330 W no registro 12N14P mais leve a 1200 W no MN501-S KV240, de modo que um candidato cuja potência fica muito fora dessa progressão para o seu empuxo vale a pena ser inspecionado antes de entrar na lista.

Integração elétrica e o pacote

O barramento é ele mesmo uma decisão, porque define a massa do pacote e a classificação do ESC ao mesmo tempo que define a corrente que o enrolamento conduz no ponto de pairado. Neste grupo, a escolha é efetivamente entre os registros publicados para 6S ou menos, de 330 W a 760 W de potência de 180 segundos, e os registros publicados para 6-12S ou 12S, em 1120 W e 1200 W. Um KV baixo em um barramento alto reduz a corrente de pairado para uma dada potência de eixo, o que reduz a perda no cobre e prolonga o tempo que o mesmo pacote consegue sustentar a aeronave, e paga por isso com um pacote mais pesado e um ESC de tensão mais alta. Este é o passo em que a coluna de resistência interna de um motor de UAV decide um empate apertado, e é também o passo em que o número de 180 segundos deve ser usado apenas como sinal de margem entre candidatos de regime semelhante.

Envelope mecânico e os registros

Só depois de o regime, o barramento e o enrolamento terem estreitado a lista é que o lado da fixação da decisão entra em jogo, e a essa altura o conjunto de candidatos costuma ser curto o suficiente para que folga, eixo e encaminhamento do cabo o resolvam. A coluna de massa é lida contra o orçamento do pacote neste passo, e não como uma pontuação de qualidade, e o valor sem cabo é usado onde o registro publica um, em três dos sete modelos aqui, porque essa é a massa que a estrutura da aeronave carrega. Onde um registro não traz um campo do qual a montagem depende — corrente em vazio em quatro dos sete, um peso sem cabo em quatro — o movimento honesto é dirigir a pergunta à documentação do fabricante, e não inferir o valor de um modelo vizinho.

Os três passos aplicados a este grupo dão uma lista de candidatos, e não uma resposta:

1. Pequenas plataformas de câmera e aeronaves abaixo de 2 kg. O MN4006 KV380, o MN3110 KV470 e o MN3510 KV360 são os registros 3-6S e 4-6S de 68 g a 117 g, e o seu empuxo publicado de 1220 g a 2309 g atende à extremidade leve do regime em um pacote pequeno.
2. Plataformas de mapeamento e inspeção na faixa de 2-5 kg. O MN5008 KV340 e o MN4014 KV400 estão separados por 36 g de massa, 21 mΩ de resistência e uma janela de barramento de 6S contra uma de 4-8S, e a escolha entre eles decorre de quanta liberdade a montagem quer na tensão do seu pacote.
3. Papéis de multirrotor pesado e de sustentação VTOL na faixa de 5-10 kg. O MN501-S KV240 e o MN6007 II KV160 são os registros 6-12S e 12S, e o MN6007 II KV160 publica o maior empuxo do conjunto, com 6419 g no KV mais baixo.

Perguntas frequentes

Recursos oficiais

A T-Motor publica uma página de produto oficial para cada unidade, com o seu painel de especificações e dados de teste, e essas páginas permanecem a fonte de referência para todos os números citados neste guia — por exemplo a página de produto do MN5008 KV340, a página de produto do MN501-S KV240 e a página de produto do MN6007 II KV160. Os valores de resistência, número de células, empuxo, potência e massa na tabela acima são os valores que essas páginas publicam para cada modelo. Um valor de corrente de pairado para uma hélice e uma tensão específicas, uma hipótese térmica por trás do número de 180 segundos, ou uma corrente em vazio para um modelo cujo registro não traz uma, é uma pergunta para a documentação do fabricante, e não um valor que possa ser derivado do painel de especificações.

Próximos passos

Para montar uma lista de candidatos em vez de ler, três ferramentas da plataforma fazem o trabalho em sequência. Explore a categoria completa Motores para UAV para ver os sete registros aqui ao lado dos modelos de carga pesada e agrícolas, use Selecionar para restringir por número de células, massa e potência publicada, e depois coloque os candidatos frente a frente em Comparar produtos. A página de aplicação UAV de longa autonomia reúne o mesmo regime com os seus próprios atributos de filtro.

Mais três artigos trazem as partes deste assunto que uma seleção de longa autonomia não resolve. Motores para UAV: como ajustar KV, empuxo e massa à aeronave cobre o panorama mais amplo da propulsão aérea, incluindo os registros da série U para funções de sustentação maiores que ficam fora da série MN comparada aqui. Motores BLDC para modelo de asa fixa: combinar KV, hélice e potência de cruzeiro pega a mesma cadeia de hélice, KV e número de células e a aplica a uma aeronave sustentada por asa, onde o ponto de operação é um cruzeiro, e não um pairado. Motores para drones de carga pesada: três opções T-Motor de 2.85 kg a 101 kg de empuxo cobre a extremidade de sustentação do mesmo regime, onde as aeronaves são especificadas contra empuxo sustentado em escala de vários quilogramas.

A versão curta: fixe primeiro a hélice e a massa total, porque a hélice define a rotação de eixo que o motor precisa atingir e a massa define a potência de pairado que ele precisa produzir; compatibilize o KV com o barramento que a aeronave consegue carregar em segundo lugar, porque o KV só se torna rotação de eixo quando uma tensão lhe é associada, e o barramento é o que decide a corrente; e leia o enrolamento contra a corrente de pairado por último, porque o número de potência de 180 segundos é uma janela térmica, e não uma classificação. Dentro deste grupo, essa sequência separa os registros 3-6S e 4-6S dos dois modelos intermediários de 6S e 4-8S e do par 6-12S e 12S antes de qualquer modelo individual ser pesado contra outro.