FPV 竞速穿越机用 BLDC 电机应当关注什么

竞速穿越机的整段飞行，都处在油门区间里那个从不安定的部分：出弯、猛推油门、换向、从桨洗中改出。为这种工况而选电机，看的不是它在稳定台架测试中表现出的效率，也不是单独读出的某一个峰值数值。真正据以选择的，是一小组已公布数值，它们共同决定：这套动力系统能否在不烧掉绕组的前提下反复复现同一次瞬态，以及机体是否仍按飞手预期的方式旋转。本指南说明为 FPV 竞速穿越机用途挑选 BLDC 电机时应当关注什么，并逐一梳理记录在 ToBMS FPV 竞速穿越机 应用下的六款 T-Hobby 电机。

快速结论

第一个决定是螺旋桨级别，因为其余每一项数值都要对照它来读。3 寸机体无法带动 5 寸螺旋桨，因此它的电机必须小、轻，并且按极高的转子转速来绕制；7 寸长航时机架的要求正好相反。在本文使用的六份记录中，这一道筛选就把一台配 9N12P 定子的 9.8 g 机型与五台 12N14P 电机区分开来，后者从 28.56 g 到 46.6 g。六款全部都是 FPV 竞速穿越机电机，并且全部来自同一个应用集。

级别固定之后，接下来是电池组。KV 只说明电机在空载下每伏电压对应的转速，因此低电池节数下的一副 2150 KV 绕组，与高电池节数下的一副更低 KV 绕组，会让转子落在大致相同的转速上。要把 KV 对照同一条记录中的节数数值来读，并把 KV 的变动当作电池组或螺旋桨的变动，而不是强度的变动。六份记录中有四份带有节数范围；F50 KV2150 这条记录把它留作空白，这是一个该向制造商提出的问题，而不是一处可以自行填补的缺口。

最后一组由描述瞬态行为的数值构成：绕组电阻，它决定随着电流上升，所施加的电压当中有多少损耗在铜上；空载电流，即电机为了转动自身所付出的损耗；以及最大推力，即推力质量预算据以核对的已公布输出值。六份记录中有五份带有绕组电阻，而没有的那一份则被标注为未决问题，而不是从邻近型号假设一个数值。FPV 竞速穿越机 BLDC 电机的候选清单，就按这个顺序建立：先级别，再电池组，最后瞬态。

FPV 竞速穿越机对 BLDC 电机提出了什么要求

竞速电机在构造上与任何其他小型无刷外转子电机并无区别。真正不同的是载荷的形状，而载荷的形状决定了规格中哪一部分会成为约束性限制。

一场竞速是一连串瞬态，而不是一次巡航

长航时或重载机体，其飞行的大部分时间都停留在某个大致稳定的工作点上，而定尺寸要回答的问题是：这个点是否落在连续额定值之内。竞速穿越机几乎不在那个点上飞行。真正相关的包线是一个反复出现的瞬态包线：在飞行器已经在运动的状态下还能拿出多少推力，转子能被多快地加速到这个推力，以及每一次这样的冲击会留下多少热量。在竞速机体上，推力数值回答的第一个问题是：每台电机能否举起全备重量的四分之一，并且还剩下足够余量供控制权限支配；第二个问题是：整套动力系统能否反复输出这一点而不至于过热。

决定工作点的是螺旋桨，而不是电机

推力是电机与螺旋桨共同的属性，而螺旋桨由机架固定。3 寸机架无法带动 5 寸桨盘，因此驱动它的电机必须小、轻，并且按极高的转子转速来绕制。7 寸长航时机架的要求正好相反：更大的定子体积、更低的 KV 与更大的扭矩，以便用更低的转速带动更大的桨盘。由此产生两个后果，两者都比 KV 更重要。机臂末端的旋转质量，会叠加到机体的横滚与俯仰转动惯量上，因此即使电机能产生充足推力，过重的电机也会让飞行器手感迟钝。而已公布的最大推力数值是针对某支特定螺旋桨给出的，因此只有在螺旋桨一致时才具备可比性。

压在机臂末端的质量，每一次过弯都要付出代价

最小的记录为 9.8 g，最大的为 46.6 g，两者之间的质量范围接近五比一，而这个跨度并不是装饰。每一克都压在机臂末端，而它贡献的转动惯量随机臂长度的平方增长，因此对于自身级别而言过重的电机，在机动性上付出的代价会超过它在推力上的回报。实用的读法是：重量与推力理应放进同一场对比，而不是分成两份清单。

终结大多数电机的，是坠机载荷，而不是热极限

竞速机体被期望能够承受与门、地面以及其他飞行器的接触。真正要紧的失效模式是机械与电气层面的，而不是严格意义上的热失效：弯曲的轴、不再同心运转的轴承、在接头处失效的引线、不再锁住螺旋桨的转子壳。这些都不是规格表所承载的数值，但它们正是一个已公布推力数值只是选型的起点、而不是终点的原因。

决定 FPV 竞速电机的六项规格

下面这六项数值，在实践中决定一台 FPV 竞速穿越机 BLDC 电机的选择。每一项都要与其他项一起读，而不是单独来读；而某条记录把某一项留作空白时，这件事本身就是全貌的一部分。

定子尺寸与螺旋桨级别的匹配

定子是决定一台电机在饱和之前能产生多少扭矩的部件，其直径与叠高由制造商自己的型号命名来表达。这里的记录带有 9N12P 与 12N14P 两种配置，机体尺寸从 17.9 mm 到一个 33.4 mm 不等。机架所能带动的螺旋桨级别，正是让这些差异对 FPV 竞速穿越机电机变得重要的原因：大定子带动小螺旋桨是浪费质量，而小定子要带动大螺旋桨，若不超出它设计所能散掉的热量，就无法达到有用的转速。

KV 与实际所用的电池组相对应

KV 描述的是电机在空载状态下每伏电压对应的转速。它本身并不说明能力；它说明的是，哪一种电池节数与螺旋桨的组合，能让转子落在可用的转速上。一副 2150 KV 绕组在适中的电池节数下达到的空载转速，与一副 1750 KV 绕组在更高电池节数下达到的大致相同，因此本组中的这两个数值不能被读成「一个比另一个更强」。KV 的变动通常会迫使电池组或螺旋桨也跟着变动，而决定这次更换究竟是不是一种改善的，正是这两个部件。

绕组电阻与空载电流，放在一起读

有两项已记录数值可以代替响应，而两者都不是时序测量值。绕组电阻说明的是：随着电流上升，所施加的电压当中有多少被损耗在铜上；数值越低，加速过程中每安培能换来的扭矩就越多，变成热量的电池组份额也就越少。空载电流是电机为了转动自身所取用的空载电流，因此它是铁损、轴承损耗与开关损耗的代理指标——无论螺旋桨在做什么，这些损耗都要持续支付。两者共同描述的是电机在决定比赛胜负的那段油门区间里的表现：从低油门出弯一路推到全功率。

推力数值，以及它背后的螺旋桨

最大推力是竞速电机最醒目的输出值，同时也是最容易被误读的数值。它是针对一支螺旋桨、一个油门位置、在一台试验台上公布的，因此只有当测试条件一致时，推力数值才具备可比性。这里的六份记录中有四份公布的最大推力在 2 kg 以上，而两台更小的机型公布的是 351 g 与 1730 g。这个数值所能敲定的是：电机能否带着余量举起它那份飞行器重量；它不能敲定的是：一台 FPV 竞速穿越机 BLDC 电机在飞行器已经在运动的状态下会表现如何。

功率与电流作为工况声明

一个已公布的最大功率数值，是关于电机在某一给定窗口内被期望承载的电气负载的声明，而这个窗口由制造商在该数值旁边注明。这一点之所以重要，是因为同一台电机可以在不同窗口下被引用，而在较短窗口下承载的数值，无法与在较长窗口下承载的数值直接比较。凡是记录带有功率数值的地方，它应当与推力放进同一场对比；凡是没有的地方，这一点同样值得知道，因为它指向的是一份规格书，而不是一个替代品。

外形尺寸、安装孔位与引线长度

一台电机必须能装到机臂上，而外形尺寸决定了这一点。这里的六份记录，从机体为 17.9 mm 乘 17.4 mm 的一台，到 33.4 mm 乘 34.7 mm 的一台。除机体直径与长度之外，安装孔位与引线长度决定了电机在某一给定机架上如何坐落、线材如何走线；凡是记录在这几项上保持沉默的地方，制造商的图纸才是应当核对的来源。

六款 T-Hobby 电机作为一个规格组

下面这六条记录，就是平台的应用集所依托的 FPV 竞速穿越机 电机。它们全部由 T-Hobby 发布，覆盖了竞速飞手所涉猎的各个级别，从一台 3 寸机型一直到一个 7-8 寸长航时电机。

六款电机均由 T-Hobby 发布，并收录在 ToBMS 的 FPV 航模电机 品类中，表中的每一个数值都按记录原样给出。有一处记录缺口标注为未列出：F50 KV2150 的节数数值。F60PRO V KV1750 的绕组电阻同样不在记录之中，它在正文中讨论，而不载于表中。最大推力是按螺旋桨与油门位置分别公布的，因此只有在测试条件匹配时，对比才成立。级别取自制造商自己的产品命名；F50 KV2150 的重量由制造商给出且不含线材，而其余重量则包含线材。凡是记录保持沉默的地方，制造商的规格书才是应当核实的来源。

把六款作为一个整体来读时，有三件事格外突出。第一，级别跨度大到让一份横跨六款的单一清单毫无意义：一台 3 寸机型与一台 7-8 寸机型并不是彼此的替代方案。第二，质量范围从 9.8 g 一直到 46.6 g，而其中的每一克都压在机臂末端。第三，定子配置在五款更大的电机上统一为 12N14P，只有最小的那台单独使用 9N12P 定子，因此配置在这里是一个较弱的区分项，而螺旋桨级别则是一个很强的区分项。

由此得出的读法是一个逐步收窄的顺序，而不是一份排名。级别剔除候选；电池组决定剩下这些电机当中哪些能以有用的转速旋转；而瞬态数值——电阻与推力——则在幸存者之间作出决定。

从 3 寸到长航时，解读这六款

与其说这六款电机彼此竞争，不如说它们占据了同一类别的不同部分。从最轻到最重来读，它们描述了一条从小而快的 3 寸电机，到一个大而较慢的长航时电机的递进；而同一套递进，也把一台 FPV 竞速穿越机电机与另一台区分开来。

9.8 g 的一端：F30 与 3 寸级别

T-Hobby F30 FPV 无人机电机 是这一组里唯一为 3 寸机架打造的电机：配 9N12P 定子的 9.8 g，机体为 17.9 mm 乘 17.4 mm，额定 4S，已公布最大推力 351 g。这里没有第二款与它同级别。把一台 33 g 的电机装到 3 寸机体上，在机动性上付出的代价会超过它在推力上的回报，因为这份质量落在机架最难承受的位置上，而那个小桨盘也无法为它提供理由。

28.56 g 与 33.5 g 的一对：5 寸竞速

T-Hobby F50 KV2150 FPV 无人机电机 是整组当中的异类：2150 KV、28.56 g，已公布最大推力 2136 g；它是 5 寸电机当中最轻、KV 最高的一款。T-Hobby F60PRO IV V2 KV1750 FPV 无人机电机 走的是另一条路线：33.5 g、4-6S 节数范围与 1730 g 的已公布推力，这使得当同一架机体可能今天用一块电池飞、明天换成更高的电池节数时，它成为应当去读的那一款。

34.3 g 的 F60PRO V：4S 上的效率之选

T-Hobby F60PRO V KV1750 FPV 无人机电机 以 1883 g 拥有三款 5 寸电机中最高的已公布推力，额定 4S，配 12N14P 定子，自重 34.3 g。它的绕组电阻没有保存在记录中，因此与邻近型号的对比只到推力、质量与电池节数为止；电阻数值仍在制造商的规格书中。

39.7 g 与 46.6 g 的一端：F80 PRO 与 F90 长航时

T-Hobby F80 PRO KV1900 FPV 无人机电机 把这个级别向外延伸：39.7 g、3-6S 窗口与 2115 g 已公布推力，为更大的 5-6 寸整机而定尺寸。T-Hobby F90 KV1300 长航时 FPV 无人机电机 以 46.6 g、1300 KV 与 2361 g 已公布推力收束整组，机体为 33.4 mm 乘 34.7 mm，带有 5-6S 窗口。到了这一端，任务书已经改变：电机不再是为尽可能快的瞬态而选，而是为了用更大的扭矩以更低的转速转动一支大螺旋桨，这正是 7-8 寸长航时或 X8 机体的要求。

机体级别，以及各自设定的电机窗口

每一个竞速级别设定的都是一个窗口，而不是单一答案，而这里的六款电机直接对应这些窗口。

3 寸与 whoop 级的窗口

3 寸机架是这里涵盖的级别中最小的一个，其电机窗口由质量与转子转速来界定。配小定子、额定 4S 的轻量电机才是合适的；任何更重的东西都会把机体的操控往错误的方向推。这个级别与更大的级别一起归在 FPV 竞速穿越机应用 之下，因为即便数值不同，其发现层面的问题也是相同的。

5 寸竞速与电池组的决定

5 寸级别是这一组里最大的一群，其中有四款电机，而电池组的决定正是在这里发挥最大的作用。一副更低 KV、节数范围更宽的绕组，适合在不同场次之间更换电池组的机体；一副更高 KV、电池节数更低的绕组，适合固定使用一块电池、并且想要最高转子转速的机体。推力、质量与节数范围把这四款分开；KV 则解释了原因。

6-8 寸长航时与电影载机

超过 5 寸之后，任务书从响应转向续航与载荷。这里最大的两款电机，分别为 39.7 g 与 46.6 g，承载着 6-8 寸螺旋桨所需的节数范围与定子体积，而要紧的数值也相应转移：质量是被刻意增加的，KV 下降，推力则对照更重的全备重量来读，而不是对着一个竞速弯道。这一级别的平台，是与 长航时无人机 级别作比较，而不是与一台 5 寸竞速机作比较。

为 FPV 竞速穿越机挑选 BLDC 电机：一套定尺寸顺序

顺序比任何单个数值都更重要，因为每一步都是在剔除候选，而不是给候选排序。

先固定螺旋桨级别与机体

机架尺寸决定螺旋桨，而螺旋桨决定下游的一切。从一台电机出发再去找机架，是最后得到一个尺寸不适合这份工作的部件的常见做法。

固定电池组，再固定与之相配的 KV

电池节数决定电压，而 KV 决定在该电压下的空载转速。在电池组之前先选 KV，或在 KV 之前先选电池组，都会让这一对当中的另一半失去约束，而这两者只有作为一对时才成立。

对照已记录的推力数值设定推力质量预算

最大推力与全备重量相比较，以确定供控制权限支配的余量。由于该数值是按螺旋桨与油门位置分别公布的，因此只有测试条件与预期整机匹配时，这个对比才成立。

向制造商索取记录留作空白的那些数值

如果一条记录在电池节数、电阻或功率上没有数值，诚实的做法是把它当作一项未决问题，并对照规格书加以确认，而不是从邻近型号假设一个数值。这里的六份记录中有三份至少把其中一项数值留作空白。

常见问题

官方资源

本指南中的六款电机全部由 T-Hobby 发布，而制造商的产品页面承载着平台记录所不复制的规格书与测试数据。当前的页面包括 F30、F50 KV2150、F60PRO IV V2 KV1750、F60PRO V KV1750、F80 PRO KV1900 与 F90 KV1300，更完整的产品范围则在 T-Hobby 官方网站。凡是平台记录保持沉默的地方，制造商仍然是节数数值、绕组电阻、功率窗口与安装图纸的权威来源。本指南所使用的数值，是保存在平台产品记录中的已公布数值。

下一步

与本篇同属一组的指南是 FPV 竞速穿越机电机：从 9.8 g 到 34.3 g 的四款 T-Hobby 选择，它在 3 寸与 5 寸级别之间，对其中四款相同电机作了正面比较。当选择落在竞速与更广阔的无人机电机图景之间时，无人机电机：FPV、固定翼与 VTOL 电机选型 把 FPV 与固定翼及 VTOL 机体并置，并对照它们各自要求的不同数值。而本指南则从一场竞赛所施加的工况出发，向外推导到这份工况所约束的那项规格。

当机体发生变化时，有两条相邻的路线值得循行。当任务书从响应转向续航时，固定翼航模 应用与 固定翼航模 BLDC 电机：匹配 KV、螺旋桨与巡航功率 梳理了同一笔权衡中巡航功率那一侧。当它转向载荷时，重载无人机用电机：T-Motor 三种方案，2.85 kg 至 101 kg 推力 阐述了当飞行器围绕着它所要承载的东西来定尺寸时，推力与质量应当如何来读。在一次新装机上收窄 FPV 竞速穿越机的 BLDC 电机 的选择，在每一种情形下都遵循同样的顺序：先级别，再电池组，最后瞬态。