Động cơ BLDC cho mô hình cánh cố định: khớp KV, cánh quạt và công suất hành trình

Một mô hình cánh cố định dành toàn bộ chuyến bay ở một điểm làm việc và động cơ của nó được định cỡ cho điểm đó thay vì cho một đợt lực đẩy bùng. Bảy động cơ BLDC cho mô hình cánh cố định hiện được giới thiệu trong nhóm Mô hình cánh cố định đều là động cơ rotor ngoài T-Motor AT, và trong cả nhóm KV chạy từ 1450 xuống 160, khối lượng từ 47 g đến 780 g và công suất 180 giây đã công bố từ 250 W đến 4800 W. Dải đó phải trả lời cho một tàu lượn 320 g ở một đầu và một khung bay bản đồ cỡ 40CC ở đầu kia, nên câu hỏi hữu ích không phải là cái nào mạnh nhất, mà là mỗi cái được thiết kế để quay cánh quạt nào và cánh quạt đó khớp với điện áp bus nào.

Trả lời nhanh

Một động cơ BLDC cho nhiệm vụ mô hình cánh cố định được chọn như một phần của một chuỗi thay vì như một linh kiện riêng lẻ. Cánh quạt đến trước, vì đường kính và bước của nó đặt ra tải mà cuộn dây phải quay; số cell đến thứ hai, vì nó đặt ra điện áp mà cuộn dây nhìn thấy; và KV là thứ nối hai điều đó lại, vì KV là tỷ lệ giữa tốc độ trục và vôn cấp vào. Một mô hình phải quay một cánh quạt lớn, bước lớn một cách chậm rãi cần KV thấp và số cell cao - AT4130 KV230 và AT7224 KV160 nằm ở đầu đó của nhóm, lần lượt trên 12S và 10-12S. Một khung bay nhẹ cần leo cao nhanh trên một bộ pin nhỏ lại cần điều ngược lại - AT2308 KV1450 quay một cánh quạt nhỏ một cách nhanh chóng trên 2-4S. Ở giữa chúng, AT2814 KV900, AT3520 KV550 và AT3530 KV580 bao quát dải 1.3 kg đến 2.4 kg trên 3-4S và 4-6S, còn AT4120 KV250 lấp bước phía trên AT3530 trên 12S.

Ba hệ quả kéo theo, và chúng là lý do một danh sách rút gọn cho cánh cố định không được quyết định bởi cột công suất. Thứ nhất, con số công suất 180 giây đã công bố là một giới hạn nhiệt chứ không phải định mức hành trình, nên một động cơ được kỳ vọng giữ một chuyến bay dài ở mức ga ổn định phải được đọc theo hành vi liên tục của nó thay vì theo con số đó. Thứ hai, hiệu suất quan trọng ở hành trình là hiệu suất tại một dòng điện vừa phải, nơi điện trở cuộn dây và tổn thất sắt thể hiện - không phải ở ga tối đa, nơi mọi động cơ trong nhóm đều trông chấp nhận được. Thứ ba, tốc độ bước, con số thực sự cho biết một khung bay có bay được hay không, hoàn toàn không được công bố thành một cột; nó phải được suy ra từ bước cánh quạt và tốc độ trục, và các phần dưới đây trình bày cách làm điều đó cho bảy bản ghi trong nhóm này.

Tài liệu sau đây được lấy từ các bản ghi thông số mà nền tảng này lưu cho những mẫu đó, và mọi con số được trích dẫn đều là giá trị nhà sản xuất công bố. Khi một con số là kết quả của phép tính trên hai cột đã công bố - tỷ lệ giữa các giá trị KV, hay chênh lệch chiều dài thân giữa hai bản ghi - nó được ghi rõ như vậy ngay tại chỗ sử dụng.

Một mô hình cánh cố định đòi hỏi gì ở động cơ BLDC

Nhiệm vụ của một động cơ cánh cố định khác về bản chất so với nhiệm vụ của một động cơ nâng, và sự khác biệt đó chạy xuyên suốt mọi cột thông số. Một máy bay đa cánh đòi lực đẩy trên mỗi đơn vị khối lượng qua những đợt ngắn lặp lại; một khung bay cánh cố định đòi một đầu ra vừa phải, duy trì trong thời gian dài, và nó đòi điều đó khi động cơ đang nằm trong một khung bay có chút luồng khí nhưng không có làm mát chủ động. Hai bản yêu cầu đó kéo cùng một linh kiện theo hai hướng ngược nhau.

Hành trình, không phải bay treo, là điểm làm việc quyết định cuộn dây

Một máy bay bay bằng cánh leo cao nhờ lực đẩy rồi ổn định vào bay bằng, nơi cánh quạt chỉ cần thắng lực cản. Trạng thái hành trình đó là nơi phần lớn chuyến bay diễn ra và là nơi tổn thất của động cơ quan trọng nhất, vì một tổn thất chỉ tốn một phần của một watt ở hành trình sẽ tốn phần đó suốt cả chuyến bay. Thông số mô tả nó không phải trần công suất 180 giây mà là hiệu suất tại một dòng điện vừa phải - vùng mà tổn thất đồng và tổn thất sắt đều đủ nhỏ để động cơ chạy mát mà không bị đòi hỏi quá mức. Một động cơ có cuộn dây được định cỡ cho dòng duy trì thay vì cho một khung bay nhẹ chính là cái sẽ giữ được điểm đó.

Cánh quạt được chọn trước động cơ

Với một khung bay nhất định, cánh quạt được cố định trước: đường kính bị giới hạn bởi khoảng sáng gầm và bởi hình học của chính khung bay, còn bước được chọn theo tốc độ mà mô hình được thiết kế để bay. Sau đó động cơ phải có khả năng quay cánh quạt đó ở tốc độ đó. Trên thực tế điều này có nghĩa là cánh quạt xác định một tốc độ trục cần thiết và một mô-men cần thiết, và các cột của động cơ được đọc theo hai yêu cầu đó chứ không phải ngược lại. Đảo ngược thứ tự - chọn một động cơ rồi đi tìm một cánh quạt cho nó - chính là điều tạo ra những bộ máy hoặc bay chậm trên một cánh quạt quá thô, hoặc hút nhiều dòng hơn mức bộ pin có thể cấp trên một cánh quạt quá mịn.

Khối lượng khung bay đặt ra dải công suất, và không gì khác

Trong cả nhóm này, cột khối lượng và cột công suất chạy theo cùng một thứ tự, đó là hệ quả trực tiếp của hai điểm đầu. AT2308 KV1450 là chiếc 47 g ở 250 W và được mô tả là động cơ cho tàu lượn và máy bay huấn luyện 320-500 g; AT3530 KV580 là chiếc 298 g ở 1400 W cho khung bay 2.2-2.4 kg; AT7224 KV160 là chiếc 780 g ở 4800 W cho lớp 30-40CC. Đọc xuống bảng, hai cột đó vẫn ăn khớp từ bản ghi nhẹ nhất đến nặng nhất, nên một phương án có công suất đã công bố nằm xa ngoài tiến trình đó so với khối lượng của nó thì đáng được xem xét trước khi đưa vào danh sách rút gọn.

Cất cánh và leo cao đặt ra dòng đỉnh, và đỉnh đó rất ngắn

Ngân sách dòng điện có hai phần. Dòng hành trình là phần quyết định động cơ có chạy mát hay không, và nó là một con số duy trì; dòng cất cánh và leo cao là phần quyết định ESC và bộ pin có được định cỡ đúng hay không, và nó chỉ kéo dài một phần nhỏ của chuyến bay. Công suất 180 giây đã công bố là một cửa sổ nằm giữa hai điều đó - dài hơn một lần leo cao và ngắn hơn một chuyến bay - nên tốt nhất nên đọc nó như điểm mà cuộn dây đạt giới hạn nhiệt, không phải như một định mức mà khung bay được kỳ vọng sử dụng. Một lần leo cao ngốn ba mươi giây ga tối đa vẫn nằm gọn trong cửa sổ đó ở cả bảy động cơ; một chuyến bay ở công suất 180 giây thì không còn là một chuyến bay.

Chuỗi chọn lựa cánh cố định: cánh quạt, KV và số cell

Ba biến số quyết định một hệ truyền động cánh cố định không độc lập với nhau, và việc coi chúng độc lập là cách phổ biến nhất khiến một bộ máy trở nên không khớp. Chuỗi chạy từ cánh quạt đến KV rồi đến số cell, và mỗi mắt xích ràng buộc mắt tiếp theo.

Đường kính cánh quạt đặt ra tải mà cuộn dây phải quay

Một cánh quạt lớn hơn là một đòn bẩy dài hơn trên trục: ở cùng tốc độ trục nó cần nhiều mô-men hơn, và mô-men trong một động cơ BLDC được tạo ra bởi dòng điện. Vì vậy một cánh quạt đường kính lớn, bước lớn trên một động cơ nhỏ có nghĩa là hoặc tốc độ trục thấp hơn, hoặc dòng điện cao hơn, và thường là cả hai. Đó là lý do các sản phẩm KV thấp trong nhóm này cũng mang thân lớn nhất - AT7224 KV160 là một chiếc Ø81.4 × 66.9 mm ở 780 g, và AT4130 KV230 là một chiếc Ø50 × 79 mm ở 408 g - trong khi AT2308 KV1450 KV cao là một chiếc Ø28.8 × 40.5 mm ở 47 g. Thể tích thân chính là thứ chứa lượng đồng và vật liệu nam châm mà nhu cầu mô-men của một cánh quạt lớn đòi hỏi.

KV là tỷ lệ giữa tốc độ trục và vôn, nên nó hoạt động như một tỷ số truyền

KV được ghi theo vòng/phút trên mỗi vôn, nên nó chuyển điện áp cấp vào thành tốc độ trục. Hai động cơ có giá trị KV khác nhau trên cùng một bus không chạy ở cùng tốc độ: ở một bus cố định, tốc độ không tải tỷ lệ với KV, nên tỷ lệ giữa hai giá trị KV là tỷ lệ giữa tốc độ không tải của chúng. Trong nhóm này, AT2814 KV900 và AT3520 KV550 chia sẻ một cửa sổ bus ở 4S, và phép tính cho 900 ÷ 550 = 1.64, nên AT2814 quay cánh quạt của nó nhanh khoảng 1.64 lần so với AT3520 trên cùng một bộ pin trước khi đặt tải. Lập luận tương tự áp cho hai cực trị của nhóm - AT2308 KV1450 so với AT4130 KV230 - cho một tỷ lệ khoảng 6.3 trên một bus chung, và đó chính là toàn bộ lý do hai đầu của bảng không thể thay thế cho nhau.

Số cell là nửa còn lại của cùng tỷ lệ đó

Nếu cánh quạt cần một tốc độ trục nhất định, tốc độ đó có thể đạt được hoặc bằng một động cơ KV cao trên số cell thấp, hoặc bằng một động cơ KV thấp trên số cell cao. Hai con đường đó không tương đương, và các bản ghi trong nhóm này cho thấy sự đánh đổi trực tiếp: dải KV và dải số cell chạy theo hai hướng ngược nhau. AT2308 KV1450 được công bố cho 2-4S, AT2814 KV900 cho 3-4S, AT3520 KV550 và AT3530 KV580 cho 4-6S, AT4120 KV250 và AT4130 KV230 cho 12S, và AT7224 KV160 cho 10-12S. Số cell cao hơn ở KV thấp hơn giữ dòng điện thấp với cùng công suất trục, đó là điều một khung bay tầm bay dài muốn, và nó tốn khối lượng bộ pin cùng một ESC điện áp cao hơn; số cell thấp hơn ở KV cao hơn giữ bộ pin nhẹ và dòng điện cao, phù hợp với một mô hình nhỏ, thời gian bay ngắn.

Bảy bản ghi nằm ở đâu trên chuỗi

Đọc như một chuỗi, nhóm này chia tách ở số cell chứ không phải ở khối lượng. Ba thành viên nhẹ - AT2308, AT2814 và AT3520 - là những chiếc 2-4S, 3-4S và 4-6S có KV đủ cao để đạt một tốc độ trục hữu ích trên một bộ pin nhỏ; AT3530 chia sẻ cửa sổ 4-6S ở 580 KV và là bước tăng tự nhiên về kích thước cánh quạt cùng khối lượng trong dải đó; còn ba thành viên lớn - AT4120, AT4130 và AT7224 - là những chiếc 12S và 10-12S có KV thấp được khớp với những cánh quạt lớn, quay chậm. Một danh sách rút gọn vượt qua ranh giới đó mà không đổi cánh quạt và bộ pin thì không phải là so sánh các phương án thay thế; đó là so sánh hai chiếc máy bay khác nhau.

Tốc độ bước: con số mà bảng thông số không có

Không bản ghi nào trong bảy bản ghi có một cột tốc độ bước, và không nhà sản xuất nào có thể, vì tốc độ bước phụ thuộc vào cánh quạt mà người chế tạo lắp cũng nhiều như vào động cơ. Nó vẫn là con số suy ra hữu ích nhất khi so sánh các động cơ BLDC cho mô hình cánh cố định, và là lý do một danh sách rút gọn như vậy không được quyết định bởi cột công suất hay cột khối lượng.

Tốc độ bước trong một dòng

Tốc độ bước là tốc độ mà cánh quạt sẽ tiến tới nếu nó hoạt động như một ốc vít trong một môi trường đặc - bước nhân với tốc độ trục - và nó là trần cho mức độ nhanh mà khung bay có thể bị đẩy tới, vì một cánh quạt bị thất tốc ở gốc cánh sẽ ngừng chuyển công suất thành lực đẩy hữu ích rất lâu trước khi khung bay đạt tốc độ bước. Trên thực tế một khung bay hành trình ở đâu đó giữa một nửa và ba phần tư tốc độ bước của nó, nên con số đó cho một phép kiểm tra nhanh trực tiếp: một mô hình được thiết kế để hành trình ở 15 m/s cần một cánh quạt và tốc độ trục có tích số cao hơn mức đó một cách thoải mái, và một mô hình có tốc độ bước thấp hơn tốc độ hành trình dự định sẽ không đạt được tốc độ đó dù lắp bao nhiêu công suất.

Đọc tốc độ bước qua bảy bản ghi

So sánh có thể thực hiện từ các bản ghi đã công bố là giữa các động cơ chia sẻ một cửa sổ bus, vì trên một bus chung tỷ lệ tốc độ trục chính là tỷ lệ KV. Có ba cặp như vậy trong nhóm này. Ở 3-4S, AT2814 KV900 quay một cánh quạt cho trước nhanh khoảng 1.64 lần so với khi nó được quay trên AT2308 KV1450, nên với cùng một cánh quạt, AT2814 cho một tốc độ bước cao hơn đáng kể và lực đẩy trên mỗi watt thấp hơn ở đầu thấp. Ở 4-6S, AT3520 KV550 và AT3530 KV580 chỉ cách nhau trong khoảng năm phần trăm về KV - 580 ÷ 550 = 1.05 - nên với cùng một cánh quạt chúng đạt tốc độ bước gần như bằng nhau, và khác biệt giữa chúng nằm ở chỗ khác. Ở 12S, AT4120 KV250 và AT4130 KV230 khác nhau 250 ÷ 230 = 1.09, lại là một bước nhỏ. Bước lớn trong nhóm này là giữa bộ ba bộ pin nhỏ và các chiếc 12S, và nó là có chủ đích.

Vì sao số cell là thứ quyết định câu trả lời

Vì tốc độ bước là tích của tốc độ trục và bước, còn tốc độ trục là tích của KV và vôn, nên cùng một tốc độ bước có thể đạt được bằng một động cơ KV cao trên một bộ pin nhỏ hoặc một động cơ KV thấp trên một bộ pin lớn. Điều mà lựa chọn thay đổi là dòng điện. Giữ công suất trục không đổi, nâng điện áp bus lên sẽ hạ dòng điện mà cuộn dây phải mang, từ đó hạ tổn thất đồng trong cuộn dây và dòng mà ESC phải cấp. Các bản ghi 12S trong nhóm này - AT4120 KV250, AT4130 KV230 và, ở 10-12S, AT7224 KV160 - là những chiếc được chế tạo cho cách bố trí đó, và KV thấp chính là thứ giữ tốc độ trục trong đúng dải cho một cánh quạt lớn, hiệu quả ở điện áp đó. Một động cơ KV cao trên cùng bộ pin 12S sẽ quay cánh quạt quá nhanh và hút một dòng mà cuộn dây không được định cỡ để chịu.

Hiệu suất ở điểm hành trình và điện trở cuộn dây

Hiệu suất ở hành trình là nơi một động cơ BLDC cho nhiệm vụ mô hình cánh cố định khẳng định vị trí của nó, và hai cột mô tả nó trong các bản ghi này là điện trở cuộn dây và dòng không tải. Chúng đo những tổn thất khác nhau, và đọc chúng như một điểm chất lượng duy nhất là sai lầm mà phần này được viết ra để tránh.

Điện trở cuộn dây biến dòng điện thành nhiệt

Tổn thất đồng là bình phương dòng điện nhân với điện trở cuộn dây, nên cột điện trở quyết định bao nhiêu phần công suất điện bị chuyển thành nhiệt thay vì thành mô-men ở một dòng điện cho trước. Ở hành trình dòng điện vừa phải, nghĩa là tổn thất đồng là một khoản thuế ổn định chứ không phải một đỉnh nhọn, và điện trở thấp hơn là khoản thuế thấp hơn cho cả chuyến bay. Đó cũng là lý do cột điện trở đáng được đọc cùng với cột khối lượng: điện trở giảm khi cuộn dây lớn lên, nên một giá trị điện trở thấp trên một động cơ nhẹ thường có nghĩa là cuộn dây được định cỡ cho dòng điện thay vì cho khối lượng, và một giá trị cao trên một động cơ nhẹ thường có nghĩa là điều ngược lại. Trong nhóm này điện trở trải từ 18 mΩ trên AT3530 KV580 đến 90 mΩ trên AT2308 KV1450, gấp năm lần, và thứ tự không tuân theo cột khối lượng một cách chính xác - AT2814 KV900 là 82 mΩ ở 108 g trong khi AT3530 KV580 là 18 mΩ ở 298 g, nên động cơ nhỏ hơn mang điện trở lớn hơn bốn lần so với động cơ lớn hơn.

Dòng không tải là tổn thất hiện diện ở mọi mức ga

Dòng không tải, được công bố ở đây tại 10 V, là dòng mà động cơ hút khi không tải, và nó bao gồm những tổn thất hoàn toàn không đến từ tải: ma sát ổ bi, lực cản gió và tổn thất sắt trong stator. Những tổn thất đó hiện diện suốt thời gian động cơ quay, ở hành trình cũng như ở ga tối đa, nên một dòng không tải thấp có giá trị cho một chuyến bay dài hơn mức độ lớn của nó gợi ý. Cột này cũng cho thấy tổn thất sắt và tổn thất đồng không dịch chuyển cùng nhau. AT2308 KV1450 có điện trở cao nhất trong nhóm ở 90 mΩ và dòng không tải thấp nhất ở 0.8 A, vì stator nhỏ của nó có ít sắt để từ hóa; AT7224 KV160 có điện trở thấp nhất ở 24 mΩ và dòng không tải cao nhất ở 3.1 A, vì thân Ø81.4 mm của nó mang nhiều sắt hơn hẳn. Không con số nào trong hai con số đó là khuyết điểm tự nó, và mỗi con số thuộc về một phần khác nhau của ngân sách hiệu suất.

Hai cột đó thay đổi danh sách rút gọn như thế nào

Với một khung bay tầm bay dài, hai cột đó kéo về cùng một hướng và lựa chọn rất rõ ràng: điện trở thấp và dòng không tải thấp để dành nhiều bộ pin hơn cho cánh quạt. Với một mô hình hiệu năng cao, thời gian bay ngắn, dòng không tải ít quan trọng hơn điện trở, vì động cơ không chạy đủ lâu để vài watt tổn thất sắt trở nên đáng kể, trong khi điện trở cao ở dòng cao lại tốn công suất thật. Bản ghi thể hiện rõ nhất sự giằng xé này là AT3520 KV550, với 31 mΩ nằm giữa 82 mΩ của AT2814 và 18 mΩ của AT3530 trong khi dòng không tải 1.1 A của nó là thấp nhất trong ba chiếc. Đây là bản ghi trong nhóm có cấu trúc tổn thất chia đều nhất giữa hai số hạng.

Động cơ BLDC cho mô hình cánh cố định: ma trận so sánh thông số

Bảy bản ghi hiện được giới thiệu trong nhóm Mô hình cánh cố định được trình bày dưới đây như một bộ thông số, sắp theo khối lượng đã công bố để bước từ đầu tàu lượn đến đầu lớp 40CC hiện rõ ngay trong cột đó. Mọi giá trị đều là con số nhà sản xuất công bố cho mẫu đó; không ô nào được ước lượng, và không mẫu nào mang một giá trị mà bản ghi không có.

Mẫu, cấu hình stator, điện trở nội, số cell đã công bố, công suất tối đa 180 giây, khối lượng và kích thước theo công bố của nhà sản xuất cho bảy mẫu hiện được giới thiệu trong nhóm Mô hình cánh cố định, sắp theo khối lượng. Kích thước được ghi dưới dạng đường kính ngoài nhân chiều dài thân và không tính phần nhô của trục, cáp và đầu nối. Công suất tối đa 180 s là con số 180 giây chứ không phải định mức liên tục, và các giả định về môi trường cùng cách lắp đặt đằng sau nó nằm trong tài liệu của nhà sản xuất chứ không nằm trong bản ghi. Số cell được hiển thị như đã công bố, nên một con số đơn nghĩa là một cửa sổ công bố duy nhất và một dải nghĩa là mẫu đó được công bố trên cả dải. Không có cột KV vì mỗi tên mẫu trong bảng đã mang giá trị KV của riêng nó.

Hai điểm nổi lên khi bảy chiếc cùng nằm trên một trang, và cả hai đều liên quan đến những cột không phải cột công suất. Điểm thứ nhất là điện trở không chạy theo cùng thứ tự với khối lượng. AT3530 KV580 là điện trở thấp nhất trong nhóm ở 18 mΩ từ 298 g, trong khi AT2814 KV900 mang 82 mΩ từ 108 g và AT2308 KV1450 mang 90 mΩ từ 47 g. Đọc xuống cột đó, hai động cơ nhẹ là những chiếc có điện trở cao, đúng như hình dáng của một cuộn dây được định cỡ cho một khung bay nhẹ, còn hai thân 43 mm và 50 mm ở giữa bảng là những chiếc có giá trị thấp. Một danh sách rút gọn chỉ dựa trên cột khối lượng sẽ xếp những bản ghi đó sai thứ tự cho một chuyến bay dài, đều đặn.

Điểm thứ hai là số cell chia bảng thành hai. Bốn bản ghi được công bố ở 4-6S hoặc thấp hơn và ba bản ghi được công bố ở 12S hoặc 10-12S, và các giá trị KV đi theo sự chia tách đó: bốn bản ghi bộ pin nhỏ chạy từ 550 đến 1450 KV và ba bản ghi bộ pin lớn từ 160 đến 250 KV. Vì KV là vòng/phút trên mỗi vôn, hai nhóm đạt tốc độ trục tương đương từ những điện áp bus rất khác nhau, và con số phân tách chúng là dòng điện mà mỗi chiếc hút cho công suất đã công bố của nó. Đó là điểm đọc mà trình tự định cỡ dưới đây biến thành một quyết định.

Đọc bảy động cơ AT theo lớp khung bay

Bảng sắp theo khối lượng, đó là thứ tự đúng cho một danh sách rút gọn và là thứ tự sai để hiểu nhóm này chứa gì. Đọc theo lớp khung bay thay vào đó, bảy động cơ BLDC cho mô hình cánh cố định hiện được giới thiệu trong nhóm Mô hình cánh cố định chia thành năm nhóm, và hai trong số đó là những cặp chia sẻ một đường kính ngoài.

AT2308 KV1450: đầu 47 g của nhóm

Chiếc AT2308 KV1450 là bản ghi nhẹ nhất và quay nhanh nhất trong nhóm: 47 g trong kích thước Ø28.8 × 40.5 mm, 1450 KV, 2-4S, 250 W theo con số 180 giây và 90 mΩ điện trở. Nhà sản xuất mô tả nó là động cơ cho tàu lượn và máy bay huấn luyện 320-500 g, đó là lớp mà khối lượng toàn bộ thấp và leo cao nhanh quan trọng hơn hiệu suất hành trình, và hai con số đánh dấu nó như vậy là KV cao nhất và điện trở cao nhất trong bảng. Trục 4 mm của nó là nhỏ nhất ở đây, và chiều dài dây dẫn đã công bố 100 mm bằng với mọi bản ghi khác trong nhóm.

AT2814 KV900: bước lên 3D và nhào lộn

Chiếc AT2814 KV900 tăng lên 108 g ở Ø35.2 × 54.5 mm với 650 W và 900 KV trên 3-4S, và nhà sản xuất mô tả nó là động cơ cho khung bay 3D và F3A 1.3-1.4 kg. Điện trở 82 mΩ của nó gần với 90 mΩ của AT2308 dù thân lớn hơn và công suất cao hơn, đó là dấu hiệu của một cuộn dây được chế tạo cho dòng duy trì thay vì cho một khung bay nhẹ: cùng dải điện trở, nhưng ở khối lượng hơn gấp đôi. Bước nhảy KV từ 1450 xuống 900 là thứ cho phép một cánh quạt lớn hơn trên cùng một lớp bộ pin, và đây là chỗ đầu tiên trong bảng mà cánh quạt và bus phải được quyết định cùng nhau.

AT3520 KV550 và AT3530 KV580: một đường kính, hai chiều dài

Hai bản ghi này là cặp rõ ràng nhất trong nhóm vì chúng chia sẻ một đường kính ngoài và khác nhau ở chiều dài thân. Chiếc AT3520 KV550 nặng 218 g ở Ø43 × 65 mm với 1100 W và 31 mΩ; chiếc AT3530 KV580 nặng 298 g ở Ø43 × 75 mm với 1400 W và 18 mΩ. Thân tăng 10 mm và khối lượng tăng 80 g, và hai con số dịch chuyển theo đó là công suất, tăng 300 W, và điện trở, giảm từ 31 mΩ xuống 18 mΩ. Các giá trị KV nằm trong khoảng năm phần trăm của nhau và cả hai đều được công bố cho 4-6S, nên với một cánh quạt chung, hai chiếc đạt tốc độ bước gần như bằng nhau. Do đó lựa chọn giữa chúng là về việc khung bay cần mang bao nhiêu dòng, không phải về việc nó sẽ bay nhanh đến đâu: AT3520 bao quát khung bay 1.8-2.0 kg, AT3530 bao quát 2.2-2.4 kg, và thân dài hơn chính là thứ mua được điện trở thấp hơn cùng công suất thêm ở cùng đường kính.

AT4120 KV250 và AT4130 KV230: cùng kiểu mẫu ở 50 mm

Cùng một kết cấu lại xuất hiện ở đường kính lớn hơn, và kiểu mẫu giống hệt. Chiếc AT4120 KV250 nặng 304 g ở Ø50 × 69 mm với 2100 W và 76 mΩ trên 12S; chiếc AT4130 KV230 nặng 408 g ở Ø50 × 79 mm với 2500 W và 60 mΩ trên 12S. Một lần nữa đường kính được cố định và thân tăng 10 mm, và một lần nữa công suất tăng trong khi điện trở giảm. Các giá trị KV khác nhau 250 ÷ 230 = 1.09, nên ở cùng một bus chúng quay một cánh quạt chung ở tốc độ gần như bằng nhau. Cả hai đều là bản ghi trục 6 mm, và cả hai đều được công bố cho một bus 12S duy nhất, điều đặt chúng vào lớp khung bay có thể mang một bộ pin lớn và một cánh quạt lớn, quay chậm. AT4120 được mô tả là động cơ trục dài cho khung bay cánh cố định VTOL, mô hình 3D đến 3500 g và tàu lượn đến 5000 g; AT4130 được mô tả là động cơ trục dài cho máy bay đa cánh lớn và UAV cánh cố định. Sự trùng lặp trong mô tả là một lời nhắc rằng ranh giới giữa một động cơ cánh cố định nặng và một động cơ đa cánh lớn là ở cách lắp và nhiệm vụ chứ không phải ở kết cấu.

AT7224 40CC KV160: trường hợp ngoại lệ 24N22P

Chiếc AT7224 40CC KV160 là trường hợp ngoại lệ ở mọi cột quan trọng. Ở 780 g trong một thân Ø81.4 × 66.9 mm, nó gần gấp đôi khối lượng của bản ghi kế tiếp xuống và hơn mười sáu lần khối lượng của AT2308, và 4800 W của nó là con số 180 giây đã công bố cao nhất trong nhóm. Đây là bản ghi duy nhất ở đây có stator 24N22P thay vì 12N14P, và là bản ghi duy nhất có trục 10 mm. Số rãnh và số cực cao hơn làm mượt mô-men ở tốc độ trục thấp, điều này nhất quán với 160 KV: đây là bản ghi được chế tạo để quay cánh quạt lớn nhất, chậm nhất trong nhóm trên 10-12S, và nhà sản xuất mô tả nó là động cơ trục dài cho khung bay cánh cố định và VTOL thuộc lớp 30-40CC. Điện trở 24 mΩ của nó là thấp nhất trong bảng và dòng không tải 3.1 A của nó là cao nhất, đó là điều một mạch sắt lớn gây ra: nó hạ tổn thất đồng và nâng tổn thất không tải cùng một lúc.

Chọn động cơ BLDC cho mô hình cánh cố định: trình tự định cỡ

Thứ tự dưới đây là thứ tự mà các con số đã công bố trở thành quyết định, vì mỗi bước loại đi những phương án mà một bước sau không thể mang trở lại. Nó được viết cho một danh sách rút gọn lấy từ bảy động cơ BLDC cho mô hình cánh cố định hiện được giới thiệu trong nhóm Mô hình cánh cố định, nhưng bản thân trình tự không phụ thuộc vào việc nhóm có những bản ghi nào.

Cố định cánh quạt và khối lượng toàn bộ trước

Đường kính cánh quạt bị giới hạn bởi khung bay và bước được chọn theo tốc độ hành trình dự định, nên cả hai được cố định trước khi đọc đến động cơ. Khối lượng toàn bộ sau đó đặt ra dải công suất: trong cả nhóm này, công suất 180 giây đã công bố tăng theo khối lượng cùng một thứ tự, từ 47 g và 250 W ở một đầu đến 780 g và 4800 W ở đầu kia, nên một phương án có công suất nằm xa ngoài tiến trình đó so với khối lượng của nó thì đáng xem lại trước khi đưa vào danh sách rút gọn.

Khớp KV với bus mà khung bay có thể mang

Khi cánh quạt đã cố định, tốc độ trục cần thiết là đã biết, và KV nhân với điện áp bus là thứ tạo ra nó. Bản thân bus cũng là một quyết định, vì nó đặt ra khối lượng bộ pin và định mức ESC: trong nhóm này các bản ghi nhẹ chạy trên 2-4S và 3-4S, các bản ghi 1.8 kg đến 2.4 kg trên 4-6S, và các bản ghi lớn trên 12S và 10-12S. KV thấp trên bus cao và KV cao trên bus thấp có thể đạt cùng tốc độ trục, và khác biệt là dòng điện mà mỗi chiếc hút - đó là bước tiếp theo.

Định cỡ cuộn dây theo dòng hành trình, không theo dòng đỉnh

Dòng hành trình là thứ cuộn dây mang suốt chuyến bay, và là dòng mà cột điện trở phải được đọc theo; dòng cất cánh và leo cao rất ngắn và bị giới hạn bởi ESC cùng bộ pin chứ không phải bởi cuộn dây. Đây là bước mà các cột điện trở và dòng không tải quyết định một lựa chọn sát nút: AT3520 KV550 và AT3530 KV580 đạt tốc độ bước gần như bằng nhau trên cùng một bus, và 31 mΩ so với 18 mΩ là khác biệt mà một chuyến bay dài sẽ nhận ra. Chỉ sau ba bước này thì khối lượng và kích thước của bản ghi mới được tính đến, và đến lúc đó danh sách phương án thường đã đủ ngắn để khoảng trống lắp đặt quyết định phần còn lại.

Ba bước áp cho nhóm này cho ra một danh sách rút gọn chứ không phải một câu trả lời:

1. Khung bay nhỏ, bộ pin nhẹ, leo cao nhanh. AT2308 KV1450 và AT2814 KV900 là các bản ghi 2-4S và 3-4S, và KV cao cùng điện trở cao của chúng phù hợp với những chuyến bay ngắn trên bộ pin nhỏ thay vì chuyến dài.
2. Khung bay bản đồ và mang tải từ 1.8 kg đến 2.4 kg. AT3520 KV550 và AT3530 KV580 chia sẻ đường kính 43 mm và bus 4-6S, và cách nhau bởi 10 mm chiều dài thân, 300 W công suất đã công bố và 13 mΩ điện trở.
3. Khung bay lớn với bộ pin nặng và cánh quạt lớn. AT4120 KV250, AT4130 KV230 và AT7224 KV160 là các bản ghi 12S và 10-12S, và AT7224 là bản ghi duy nhất trong nhóm có stator 24N22P và trục 10 mm.

Các câu hỏi thường gặp

Tài nguyên chính thức

T-Motor công bố một trang sản phẩm chính thức cho mỗi chiếc với bảng thông số và tài liệu kỹ thuật của nó, và những trang đó vẫn là nguồn thông tin chuẩn cho mọi con số được trích dẫn ở đây - ví dụ trang sản phẩm AT2308 KV1450, trang sản phẩm AT3520 KV550 và trang sản phẩm AT7224 40CC KV160. Điện trở, số cell, công suất, khối lượng, kích thước và trục trong các bảng trên là những giá trị mà các trang đó công bố, và một cửa sổ nhiệm vụ, một giả định nhiệt hay một khuyến nghị cánh quạt mà một bộ máy phụ thuộc vào là câu hỏi dành cho nhà sản xuất chứ không phải một con số có thể suy ra từ bảng thông số.

Bước tiếp theo

Nếu mục tiêu là thu hẹp lựa chọn thay vì nghiên cứu sâu, ba công cụ trên nền tảng sẽ làm việc này theo trình tự. Khám phá toàn bộ nhóm Động cơ drone để xem bảy bản ghi ở đây cùng với các mẫu nâng VTOL và FPV, dùng Lựa chọn để thu hẹp theo số cell, khối lượng và công suất, rồi đặt các phương án cạnh nhau trong So sánh sản phẩm. Trang nhóm Mô hình cánh cố định lưu cùng bảy bản ghi đó với các thuộc tính lọc của chúng.

Hai bài viết khác mang những phần của chủ đề này mà một lựa chọn cánh cố định không giải quyết hết. Động cơ drone: chọn động cơ FPV, cánh cố định và VTOL đặt dòng AT cánh cố định cạnh các lớp nâng VTOL và FPV trong cùng một nhóm sản phẩm. Động cơ UAV: phối hợp KV, lực đẩy và khối lượng với khung bay bao quát đầu lớn hơn của hệ động lực bay, nơi những khung bay nặng nhiều kilôgam được chỉ định theo công suất duy trì thay vì theo một điểm hành trình.

Bản tóm gọn: cố định cánh quạt và khối lượng toàn bộ trước, vì cánh quạt đặt ra tốc độ trục mà động cơ phải đạt; khớp KV với bus mà khung bay có thể mang tiếp theo, vì KV chỉ là một tốc độ trục khi có một điện áp gắn vào nó; và định cỡ cuộn dây theo dòng hành trình sau cùng, vì con số công suất 180 giây là một cửa sổ nhiệt chứ không phải một định mức. Trong nhóm này, trình tự đó tách các bản ghi 2-4S và 3-4S khỏi cặp 4-6S và khỏi bộ ba 12S và 10-12S trước khi bất kỳ mẫu riêng lẻ nào được đem so với mẫu khác.