一款 FPV 竞速穿越机 电机之所以被选中,取决于它在出弯之后那两秒里的表现,而不是它在试验台上能做出什么。一场比赛的占空比,是一连串出弯加速、剧烈换向与桨洗改出,全部压缩在一块电池之内;而其中每一个事件都是一次瞬态:转子必须迅速改变转速,在螺旋桨重新咬住空气的这段时间里维持住这个转速,并且在终场蜂鸣响起之前不让绕组越出自己的热包线。这使得真正有价值的规格,与决定长航时或重载机型的那些规格并不相同。本指南逐一剖析四款 T-Hobby 电机,它们横跨两个竞速级别——一款为 3 寸机架而生的 9.8 g 机型,以及三款面向 5 寸机架的 2207 级机型——并说明在每一种情形下,究竟是哪一项已记录数值最终敲定了选择。

这四款都是由外置电子调速器驱动的无刷外转子电机,并且同属 ToBMS 的同一个品类:FPV 航模电机。真正把它们区分开来的,是螺旋桨级别、KV、定子几何、母线电压窗口与质量;而这些差异恰好对应着 whoop 级竞速、5 寸规格竞速与花飞这三类飞行。本文引用的每一个数值都来自相应的 ToBMS 产品记录;克与千克之间的单位换算,以及由两项已记录数值得出的任何比值,在出现之处都标注为「本文推导」;凡是某个字段尚无数值的,都按缺失标注,而不会凭空补齐。四份记录当中有三份没有把各列载全,而知道哪一列缺在哪一份记录上,本身就是做出选择的一部分。

快速结论

第一个决定是螺旋桨级别,因为其余一切都由它派生而来。对于一架 3 寸机架——每一克都压在机臂末端,而螺旋桨又小到让电机惯量占据主导——F30 是四款当中唯一为这份工作而生的:9.8 g,Ø17.9 × 17.4 mm 的机体配 9N12P 定子,已记录最大推力 351 g,额定 4S。这里没有第二款与它同级别;而把一台 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。

对于 5 寸竞速,选择最终归结到电池组是什么。若整机走 4S,并且希望拿到现有最高的已记录推力,F60PRO V KV1750 在 12N14P 定子上、以 34.3 g 的自重记录了 1883 g 推力。若同一架机体可能今天飞 4S、明天飞 6S,F60PRO IV V2 KV1750 带有 4-6S 窗口,并且是这里唯一公布持续电流数值的一款——180 秒窗口内 36 A,同一窗口内还有 819 W。若整机停留在较低的电池节数上,并且要的是最高转速而不是最大扭矩,F50 KV2150 则是那个异类:2150 KV、28.56 g,已记录最大功率 1273 W——三款 5 寸机型当中功率最高、质量最小的那一款。

四份记录都没有给出的是以毫秒计的响应数值。响应只能间接地读出来——从旋转质量、绕组电阻、定子几何,以及即将装上去的那支螺旋桨的惯量。因此,一场只建立在推力之上的对比,几乎会把这些电机的排序弄反:这里已记录的最高推力属于一款 5 寸电机,而最大的推力质量比属于另一款;而这两种排序,都不能预测哪一款能从桨洗事件中改出得最干净。

一场竞速工况对电机提出了什么要求

竞速电机的构造方式,与任何其他小型无刷外转子电机相比并没有任何不同。真正不同的是载荷的形状;而载荷的形状,决定了规格表上的哪一部分会变成约束性的限制。

出弯加速,而不是巡航

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。油门每圈都要在近乎全量程范围内变化数次,平均值远低于峰值,而峰值被频繁而短暂地触及。因此,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。

这就重新定义了推力。ToBMS 记录的最大推力,是一个取自制造商自身测试数据的单一数值,它描述的是一支螺旋桨、一个油门位置与一个电压下的结果。放到竞速机体上,它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姿态控制支配;第二个问题是:整套动力系统能否反复输出这个推力而不至于过热。最大的推力数字,很少等于最快的单圈。

螺旋桨决定定子尺寸

螺旋桨直径在实践中排在第一位,因为它是由机架决定的。3 寸机架无法带动 5 寸螺旋桨,因此驱动它的电机必须小、轻,并且按极高的转速来绕制;5 寸机架则能吸收大得多的扭矩,因此它的电机可以采用更大的定子与更多的铜。四份记录直接印证了这一点:3 寸机型的尺寸为 Ø17.9 × 17.4 mm、配 9N12P 定子,而三款 5 寸机型则集中在 Ø26.8-27 mm,配 12N14P 定子,并且长度大得多。

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。而更大的定子能在更低电阻下容纳更多铜,从而把电池组中的更多部分转化为推力而不是热量。这两个效应共同解释了为什么整个 FPV 品类在质量上远低于任何推力相近的固定翼电机——这场对比完全取决于比赛每圈十次要求转子去做的事。

KV 是关于电池组的一项声明

KV 描述的是电机在空载状态下每伏电压对应的转速,因此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。一台 2150 KV 的机型在 4S 下达到的空载转速,与一台 1750 KV 的机型在更高节数下达到的大致相同;这就是为什么本组中的两个 KV 值不能拿来当成「一个比另一个更强」来比较。它们是对同一个问题、用不同电池组给出的两种答案。

实用的读法是:一次 KV 的变动,通常会连带迫使电池组或螺旋桨也跟着变;而决定这次更换究竟是不是一种改善的,正是这两个部件。这也是为什么一份没有 KV 数值的记录确实难以定位:F30 的记录中 KV 数值载于制造商规格书,因此为它匹配电池组与螺旋桨应从该处出发,而不是从本文这场对比出发。

响应、电阻,以及空载电流记录了什么

有两个已记录字段可以代替响应,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;电阻越低,加速过程中每安培能换来的扭矩就越多,而变成热量的电池组份额也就越少。10 V 下的空载电流,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。凡是这些列有记录的地方,它们都应当与推力放在同一场对比里;凡是没有记录的地方——本文四款中有两款在这个区域上存在缺口——诚实的做法是把它们当作留给制造商的未决问题,而不是从邻近型号那里假设一个数值。

决定选型的那些数字

六组数值几乎承载了全部决策。其中三组对四款电机都有公布,另外三组没有把各列载全——在列出候选清单之前,这一点值得先弄清楚。

级别与螺旋桨直径

这是一道筛除候选的过滤器,而不是给候选排序。一台按 5 寸螺旋桨定尺寸的电机,装在 3 寸机架上并不是一个「偏弱的选择」,它根本就是错的部件——因为这份质量落在机体最无法容忍的位置上,而机体又提供不了足以支撑这份质量的桨盘面积。反过来,一台 3 寸电机装在 5 寸机架上,若要把大螺旋桨驱动到有用的转速,就必然超出它的定子所设计能散掉的那些热量。这里的级别归属在记录中是明确的:F30 带 4S 额定值与 17.9 mm 的机体,用于 3 寸作业;而更重的那三款是面向 5 寸机架的 2207 级电机,制造商自己的产品 slug 也带着这个定子标识。

KV 与电池节数

级别固定之后,KV 与已记录的节数范围共同说明了工作点落在哪里。四款当中有两款公布了电压窗口——F30 为 4S,F60PRO IV V2 为 4-6S——还有一款,F60PRO V,只记录了 4S。F50 的节数数值载于制造商数据手册,而没有它,KV 就无法被解读。

三款 5 寸机型当中有两款共享同一个 1750 KV 额定值,而把它们放在一起比较,正是算术开始变得有趣的地方。两者在直径上彼此接近,都是 26.8 mm;长度相差 1 mm,质量相差 0.8 g;然而它们已记录的最大推力却相差约 9%——这是一个本文推导的数值。相同的 KV、相同的定子配置、相近的外形,推力却实质性不同:剩下的差异落在绕组、磁体与预期母线上;这也正是为什么这两款机型不能互换——哪怕规格表里的 KV 数值会暗示它们可以。

推力与质量

在竞速对比当中,最有用的单一推导比值,是最大推力除以电机自身的质量,因为它说明的是:飞行器的举升能力当中,有多少是用「每一次换向都必须被加速」的质量换来的。按已记录数值计算,四款机型的结果差别很大:F30、F50、F60PRO IV V2 与 F60PRO V 分别约为自重的 36 倍、75 倍、52 倍与 55 倍——四个数值均为本文推导。

这个规律值得多停留一会儿,因为它并不是单看推力那一列所暗示的样子。F50 同时拥有三款 5 寸机型中最小的质量与最高的已记录推力质量比,而 F60PRO V 拥有最高的已记录推力与一个中等的比值。处在尺寸范围另一端的 F30,其比值是四款当中最低的——这正是当定子被做得小到足以装进 3 寸机架时会发生的事;它是这个级别为了换取机动性而主动付出的代价,而不是一项缺陷。

母线电压窗口与电池组选择

电池节数通常由装配者手头已有的电池组决定,但它会与其余每一项相互作用。在功率给定的前提下,电压更高就意味着电流更低,于是绕组、引线与电子调速器上的损耗都会下降;而电压更低,则需要更粗的铜与更大的连接器才能输送同样的功率。这正是为什么本组当中最宽的那个已记录窗口值得留意:F60PRO IV V2 的 4-6S 范围意味着同一台电机既能配一块温和的 4S 练习电池,也能配一块高放电的 6S 比赛电池;当一架机体要同时承担两种角色时,这确实是实用的。

这里可以做一项本文推导的核对,而它正是那种在信任功率那一列之前值得先算一遍的算术。如果 F60PRO IV V2 在 180 秒内的 819 W 最大功率,与它同一窗口内的 36 A 持续电流,来自同一次测试,那么隐含的母线电压约为 23 V——按本站对这两项已记录数值的估算——这个位置落在它 4-6S 窗口的靠上一端,而不是落在 4S 上。按这种方式来读,819 W 这个数值描述的是电机在自身节数范围偏高处的表现,而一台 4S 整机不应指望拿到它。

空载电流与绕组电阻

10 V 下的空载电流,四款当中有三款已公布:F30 为 0.8 A,F60PRO IV V2 为 1.2 A,F60PRO V 为 1.0 A,F50 的数值则载于制造商数据手册。这个排序正是尺寸所能预测的——更大的定子带动更大的螺旋桨,会取用更多的空载电流——而三者从绝对值看都不算大。电阻同样在四款中的三款上有记录:F50 为 47 mΩ,F60PRO IV V2 为 70 mΩ,F60PRO V 则没有数值。

损耗的算术值得占一行。在其已记录的 36 A 持续电流下,F60PRO IV V2 那 70 mΩ 的绕组会以铜损形式耗散约 91 W——这是本站在已记录数值基础上的估算,未作温度修正,约为同一窗口所记录的 819 W 的 11%。这份损耗,产生在一台被要求在同一块电池内反复输出全功率的电机内部,是热量;因此电阻与电流这两列,理应与推力那一列放在同一句话里讨论。

外形尺寸、轴与引线

机械那几列决定了一台电机究竟能不能被装上去,而在这个级别里,它们同时也说明了它会怎样在坠机中幸存。两款更小的 5 寸尺寸彼此接近——F60PRO IV V2 为 Ø26.8 × 32.7 mm,F60PRO V 为 Ø26.8 × 31.7 mm——而 F50 的尺寸为 Ø27 × 29.5 mm,是三款当中最宽也最短的那一款。F30 则为 Ø17.9 × 17.4 mm,体积大致只有它们的三分之一。

轴径把这一组分成了两半:F50 记录的是 5 mm 轴,而两款 F60PRO 记录的是 4 mm,这会影响螺旋桨的兼容性,以及桨毂在坠机中能承受多少冲击。两款 F60PRO 都记录了 20 AWG 引线,而 F60PRO IV V2 还公布了 150 mm 的引线长度,这足以够到安装在堆栈中央的 4 合 1 电子调速器。凡是引线长度没有记录的地方,相关的假设都应当拿实物去核对,而不是拿同系列的邻近型号去核对。

四款 FPV 竞速穿越机电机对比

下表按质量由小到大的顺序归集了这四款电机,其中每一个数值均按各自 ToBMS 产品记录中的公布值给出。

型号级别定子最大推力重量电芯数 (LiPo)
T-Hobby F30 FPV 无人机电机3 寸9N12P351 g9.8 g4S
T-Hobby F50 KV2150 FPV 无人机电机5 寸12N14P2136 g28.56 g未列出
T-Hobby F60PRO IV V2 KV1750 FPV 无人机电机5 寸12N14P1730 g33.5 g4-6S
T-Hobby F60PRO V KV1750 FPV 无人机电机5 寸12N14P1883 g34.3 g4S

四款电机都收录在 ToBMS 的 FPV 航模电机 品类中,并且全部由 T-Hobby 发布。各条记录中的推力以克为单位存储,此处按记录原值给出;本文其他地方引用的推力质量比由这些数值推导而来,并在出现之处标注为推导值。有三项数值载于制造商数据手册而非记录之中:F30 的 KV、F50 的节数数值,以及 F60PRO V 的定子直径、绕组电阻与功率。

表格首先说明的是:解释大部分落差的变量是级别,而不是优劣。在 9.8 g 到 34.3 g 这个范围内,每一项相关数值都在同步移动:从已记录最小的那一款到最大的那一款,推力上升约 5 倍,而质量上升约 3.5 倍——两者均为本文推导。这个落差就是两个级别之间的全部争论所在,也正是 F30 之所以会出现在一场竞速对比里的原因:它不是一台偏弱的 5 寸电机,它是一台小型电机。

第二个规律存在于 5 寸组内部,也是更有用的那一个。三款 2207 级机型在直径上彼此相差不超过 0.2 mm,在质量上相差不超过 5.8 g;然而它们记录的推力分别是 1730 g、1883 g 与 2136 g——从最低到最高的落差约为 23%,由已记录数值推导而来。共用那些列里的任何一项都解释不了这一点。答案落在彼此不同的地方:KV、母线电压窗口、长度与绕组;这意味着它们之间的选择,是一个关于机体与电池组在做什么的问题,而不是关于哪一款客观上更好的问题。

第三个规律关乎缺失了什么。已记录推力最高的那一款——F60PRO V——的记录没有载入电阻、功率与电流数值;而功率最高的那一款——F50——的记录没有载入电池节数与电流。一场要求这两列都完整的对比,将不得不淘汰四款中的两款;这就足以构成一项合理的理由,把这两处缺口当作最先应当向制造商提出的问题。

把这四款放到一场比赛里去读

只有把已记录的数字放到飞行器实际所做的事上去读,它们才会变成一项决策。以下四款,每一款都适合某一类飞行,而没有一款能同时适合四类。

F30 —— 3 寸的答案,9.8 g

F30 是这一品类中已记录质量最轻的电机,为 9.8 g,尺寸 Ø17.9 × 17.4 mm,配 9N12P 定子,最大推力 351 g,额定 4S。它 10 V 下 0.8 A 的空载电流是这组当中最低的,这与最小的定子为转动自身所做的功最少是一致的。该款的 KV 数值载于制造商规格书,因此为它搭配电池组与螺旋桨应从该处开始。

这些数值确实显示出来的,是这个级别所带来的后果。它已记录的电阻以很大的幅度位居这组之首,它的推力大致只有更大那些机型的五分之一,而它的推力质量比是四款当中最低的——所有这一切,都是当定子被缩小到足以装进 3 寸机架时会发生的事。这些都不是批评之辞。在一架 3 寸机体上,替代方案并不是一台更好的 3 寸电机,而是一台 34 g 的电机——它的质量压在那些从来就不是为承载它而设计的机臂末端;而机动性上的损失,会超过推力上的所得。

制造商把这一款作为 3 寸竞速应用发布,并给出每台电机超过 300 g 的推力,这与已记录的 351 g 数值是一致的;同时还提到了单螺丝螺旋桨锁与通用底座轴。螺旋桨锁这个细节并不是一个规格列,但对于一架经常被拆装的竞速机体来说,它的分量并不亚于任何一列。

F50 KV2150 —— 最小质量下的最高转速

以 28.56 g 的自重、2150 KV 的绕组、12N14P 定子与 47 mΩ 的电阻,F50 同时在两个方向上是 5 寸组的极端:最高的 KV 与最小的质量,并且是三款当中唯一一款已记录最大功率在 180 秒内达到 1273 W 的。它 2136 g 的最大推力是这里已记录的最高数值;它 27 mm 的直径略微是最宽的,而 29.5 mm 的长度则是最短的——一种矮胖、高转速的几何形态。

47 mΩ 的绕组是这组当中已记录的最低值,而它正是支撑这款电机预期飞行方式的那个规格项。电阻低意味着:出弯加速时电流骤升,被损耗在铜上的电压更少,于是在竞速恰恰由之构成的那个瞬态里,电池组中有更多部分抵达了转子。制造商对它的描述把它定位在竞技级 5 寸竞速上,在那里决定单圈成绩的是扭矩与响应;而已记录的数值当中,没有任何一项与此相矛盾。

缺口在于母线。这一款的节数数值载于制造商数据手册,因此尽管 2150 KV 强烈指向较低的电池节数,这个推断仍应在选定电池组之前从该处得到确认。它的持续电流同样载于制造商数据手册,这就让整幅图景在热的一侧有待在该处补齐。

F60PRO IV V2 KV1750 —— 横跨 4-6S 的那一款

F60PRO IV V2 KV1750 记录的最大推力为 1730 g,180 秒内的最大功率为 819 W,同一窗口内的持续电流为 36 A;它自重 33.5 g,尺寸 Ø26.8 × 32.7 mm,配 12N14P 定子、70 mΩ 电阻、10 V 下 1.2 A 的空载电流、4 mm 轴、20 AWG 引线与 150 mm 引线长度。它是四款当中记录最完整的一款;而当一台整机是在被定尺寸而不是在被猜测时,这一点本身就值些分量。

它的标志性特征是那个已记录的 4-6S 窗口。这里没有其他电机公布这么宽的范围,而它改变了这一款的用途:同一架机体可以在练习时用一块温和的 4S 电池,在比赛日换上一块高输出的 6S 电池,而不必更换电机,这就把备用电机的成本摊到了两种角色上。这笔交换在推力那一列里看得见——1730 g 是三款 5 寸机型当中已记录的最低数值,比 F50 低约 18%——在电阻那一列里也看得见:70 mΩ 是两款有公布的机型当中较高的那个。

如上文所述,它那两项与功率相关的数值合在一起,隐含出约 23 V 的母线电压,因此它的标称功率应当按一个 6S 级别的数值来读。制造商自己对这一款的概述强调的是中段拉力与顺滑的操控,而不是纯粹的峰值输出,这与那种读法是一致的。

F60PRO V KV1750 —— 4S 上最高的推力数值

F60PRO V KV1750 在 4S 母线上以 34.3 g 的自重记录了 1883 g 的最大推力,尺寸为 Ø26.8 × 31.7 mm,配 12N14P 定子、22 mm 定子直径、4 mm 轴、20 AWG 引线,以及 10 V 下 1.0 A 的空载电流。与 IV V2 相比,它重 0.8 g、短 1 mm,已记录推力高出约 9%——这些都是由两份记录推导而来的对比;而除此之外,这两份记录在 KV、定子配置、直径与轴径上是彼此吻合的。

这场对比是本文当中最有启发性的一场。两台在规格表上看起来几乎一模一样的电机,在推力上相差了接近十分之一;而剩下的差异,是母线电压窗口与那些未被记录的绕组细节。因此,对于一台坚持留在 4S 上的竞速整机而言,F60PRO V 就是这四款当中的直接答案:它放弃了 4-6S 那一款的灵活性,并多付了零点八克,换来的是两者当中更大的那个已记录推力数值。

这一份记录在电气那几列上是薄弱的。电阻、功率与电流数值都没有公布,因此一名赛手最想知道的两件事——电池组中有多少抵达了转子,以及热极限落在哪里——都必须来自制造商。它 10 V 下 1.0 A 的空载电流,对照 IV V2 上的 1.2 A,暗示着一种不同的绕组;但仅凭一个已记录字段,并不足以支撑起一项结论。

这些级别在哪里彼此竞争

下面这四款当中有两款分属不同级别,彼此从来就不是真正的替代方案;真正的竞争存在于 5 寸组内部。认清这架机体是为哪一类飞行而造,比任何表格都能更快地敲定选择。

3 寸 whoop 级竞速

这是 F30 的级别,这里没有其他机型参与竞争。这类典型机体围绕小尺寸螺旋桨而造,处处追求轻量,并且奖励换向能力而不奖励最高速度。旋转质量主导了整个决策——因此才出现了一台已记录质量约为最轻的 5 寸替代方案四分之一的电机——而制造商公布的指导也明确指出,预期的搭配组合包括小型三叶螺旋桨与紧凑的高放电电池组。

5 寸规格竞速

三款 2207 级机型都属于这里,而它们之间的分野关乎电池组,也关乎飞手想从油门曲线里得到什么:F50 在低电池节数下提供最高转速与最小的桨侧质量;F60PRO V 在 4S 上提供最大的已记录推力;而 F60PRO IV V2 服务于那架必须在不更换电机的前提下横跨 4S 与 6S 的机体。三者的共同之处是:在这个级别里,每台电机约 1.7 到 2.1 kg 的推力数值,面对的是一个通常与四台电机推力之和相当的全备重量;这就是为什么让一架机体「感觉快」的是控制权限,而不是峰值推力。

花飞与练习机体

并不是每一架装着 FPV 竞速穿越机 电机的机体都拿去比赛。花飞与日常练习的整机,每小时经历的坠机多得多,而可持续的三位数油门瞬态少得多,这就把抗摔性、桨毂强度与更换成本往清单上方推,把峰值推力往下压。F50 上的 5 mm 轴,以及两款 F60PRO 上的引线规格,是这个故事里被记录下来的部分;其余都是机械层面的事,落在产品记录所能表达的范围之外。

效率接管的地方

竞速电机并不是高效电机,而这个交界点值得点明。一旦一架机体的工作变成续航而不是单圈时间——携带相机飞二十分钟,而不是跑完六圈——上面整份排序就不再适用,因为工作点移到了图谱上「大直径、低转速螺旋桨与低 KV 绕组取胜」的那一段。那是一个不同的选型问题,也正是 长航时无人机 这个归集所围绕的问题,而不是本级别中任何一款所围绕的问题。

选型清单

三项核对就能覆盖大部分范围,而且按这个顺序来做更有效,因为每一项都会为下一项缩小范围。

先定级别

先固定机架所能接受的螺旋桨直径,然后淘汰每一台不是为它而造的电机。这一步筛掉的候选比任何其他步骤都多,并且能避免这一品类中最常见的失误——在属于不同级别的推力数值之间做选择。同时核对安装孔位、轴径,以及引线长度是否够得到电子调速器。

其次定电池组

先决定这台整机是一架只用 4S 的机体、一架高节数的机体,还是一架两者都要兼顾的机体;然后对照这个决定去读 KV,而不是把 KV 当成一份排名来读。凡是记录公布了节数范围的地方,优先选择其范围覆盖了实际在用电池组的那一款;凡是没有公布的地方,就把母线当作一个未决问题。

最后看瞬态

只有当级别与电池组都固定之后,推力与功率那两列才有意义;而即便到了那时,它们也是上限数值,而不是工作点。要把四台电机合计能产生的推力,对照全备重量、并留出控制权限所需的余量来核对;要核对持续电流与电阻究竟有没有公布;还要在从邻近型号假设一个数值之前,先弄清楚缺口在哪里。

  1. 先固定机架与螺旋桨级别,并淘汰任何定子尺寸不是为它而造的电机。
  2. 确定实际电池组所能提供的节数,然后对照它去读 KV,而不是直接比较 KV 数值。
  3. 优先选择已记录母线电压窗口覆盖了在用电池组的那一款,并把缺失的节数数值当作一项未决事项。
  4. 把四台电机的最大推力合计起来对照全备重量,留出供控制权限支配的余量,而不只是够举起。
  5. 把任何 180 秒功率数值当作工况窗口来读,而不是连续额定值,并核对其旁边是否存在持续电流数值。
  6. 把绕组电阻与空载电流当作可获得的响应代理指标,并且不要用同系列的型号去补齐其中任何一项。
  7. 对照机架与电子调速器的安装位置,核对轴径、安装孔位、引线线径与引线长度。
  8. 记录哪些数值来自规格书而非产品记录,以便在某个字段被补全时重新核对这份选型。

常见问题

Q一款电机适合 FPV 竞速而不是一般无人机用途,靠的是什么?

构造是相同的,不同的是占空比。竞速穿越机会在一块电池之内,每圈数次在大部分油门范围内往复循环,因此转子转速必须迅速而反复地变化,而散热又依赖于由空速决定的气流。这就把质量、绕组电阻与母线电压窗口推到了清单的前列,把稳态效率远远地推到了后面。竞速电机身上没有任何东西是特殊的——它就是一台为反复出现的瞬态、而不是为某个固定工作点做了优化的小型外转子电机。

QKV 越高就一定越快吗?

不一定。KV 说明的是电机在空载状态下每伏电压对应的转速,因此更高的数值只有在螺旋桨与电池组都保持不变时才意味着更快,而这两者通常是做不到不变的。一台 2150 KV 的机型配低电池节数,与一台 1750 KV 的机型配更高电池节数,可以达到相近的转子转速,而电流与扭矩表现却大不相同。改变 KV 通常会改变所应搭配的螺旋桨或电池组;而决定速度的,正是这个组合,而不是 KV 那个数字。

Q四款当中哪一款的推力质量比最好?

按已记录数值,是 F50 KV2150,约为自重的 75 倍——由它 2136 g 的最大推力与 28.56 g 的质量推导而来。其后依次是 F60PRO V 约 55 倍、F60PRO IV V2 约 52 倍,以及 F30 约 36 倍,三者均以同样方式推导而来。这个比值是一道有用的筛子,而不是一份判决:F30 相对偏低的比值,反映的是当定子被缩小到足以装进 3 寸机架时会发生的事,而这恰恰就是那个级别的全部意义所在。

Q在一台用于竞速的电机上,180 秒功率数值意味着什么?

它是一个工况窗口,而不是连续额定值。凡 ToBMS 记录给出 180 秒最大功率的地方,说明的是该款在试验台上把这个功率维持了三分钟——这是对热能力的一项有用指示,而不是对「可以无限期保持、或每圈都能重复」的定义。这里有两款公布了它,F50 为 1273 W,F60PRO IV V2 为 819 W;而后者旁边那个 36 A 持续电流,才是让第二个数值变得可解读的东西。

Q同一台 5 寸电机可以同时飞 4S 与 6S 吗?

只有当记录公布的窗口同时覆盖两者,并且各自都配上了合适的螺旋桨时才可以。F60PRO IV V2 KV1750 是这里唯一带有 4-6S 范围的机型;F60PRO V 记录的是 4S,F30 记录的也是 4S,而 F50 的记录根本没有载入任何节数数值。在已记录窗口之外运行,是摸到绕组极限最快的方式;因此,一项未被记录的母线,应当被当作未知项,而不是可以自行假设的项。

Q电机质量在竞速机体上究竟有多重要?

比推力数值所暗示的更重要,因为这份质量压在机臂末端。它被计算了两次:一次是计在可用于加速飞行器的推力那一侧,另一次是计在机体的转动惯量那一侧——后者决定了它能多快地改变方向。四台 F50 合计约 114 g,四台 F60PRO V 合计约 137 g——两者均由已记录质量推导而来——因此这整个组的落差不到 100 g 的机体质量,然而它是被每一次换向所感知的,而不是只被感知一次。

Q为什么对比中有些单元格写的是「未列出」?

因为那一列上没有数值,而从邻近型号把它补齐,恰恰就是那种会造出一台错误整机的推断。这里有三处实质性缺口:F30 没有 KV,F50 没有节数数值,而 F60PRO V 没有电阻、功率与电流数值。在每一种情形下,补上缺口的依据都是制造商的规格书;此外,F30 已记录的电阻还与此前一篇 ToBMS 指南中引用的数值不同,这正是该列带有注释的原因。

官方资源

四款电机均由 T-Hobby 发布,而制造商自己的页面所承载的规格书与测试数据,是 ToBMS 记录所不复制的:F30、F50 KV2150、F60PRO IV V2 KV1750 与 F60PRO V KV1750,更完整的产品范围则在 T-Hobby 官方网站。凡是 ToBMS 记录保持沉默的地方——F30 的 KV、F50 的电池节数、F60PRO V 的电阻、功率与电流,以及任何悬停工况下的推力额定值——那些页面或相应的规格书,才是补上缺口的地方。

下一步

读到这里得到的是一份候选清单,而不是一项决策;而有三件工具能把这份清单收敛成一个:这里每一款电机都收录在 FPV 航模电机 品类中;候选机型可以在 选型 中按级别、KV 与质量收窄;两三款机型则可以在 产品对比 中彼此对照。同一项决策在应用侧的内容,归集在 FPV 竞速穿越机 页面上,它按级别而不是按规格归集了相应的记录匹配。

另有三篇既有指南可以从这里向旁侧延伸。无人机电机:FPV、固定翼与 VTOL 电机选型 从整个级别的一侧覆盖同一个品类,把这些 FPV 机型与固定翼及 VTOL 电机并置,是这种以比赛为主导的视角的对照;UAV 电机:按机架匹配 KV、推力与质量 向上走到更大的机体,在那里问题会彻底改变形状;而 BLDC 电机:无刷直流电机类型、规格与选型完全指南 则把所有这些级别放进同一个框架里,供从技术出发而不是从机体出发的读者使用。 另有一篇更新的配套文章 FPV 竞速穿越机电机:从 9.8 g 到 34.3 g 的四款 T-Hobby 选择,从规格一侧切入同一个级别。

简短版本:先固定机架所允许的螺旋桨级别,并淘汰这个级别之外的一切;然后对照实际在用的电池组去读 KV;最后再比较推力与热方面的数值,并且要知道——这里最大的那个推力数字,与最高的那个已记录推力质量比,属于不同的级别。在本组产品上,这个顺序通常会把任何 3 寸的应用导向 F30;把以最小质量与最高转速为优先的应用导向 F50;把一台专用的 4S 整机导向 F60PRO V;而把任何一架必须横跨 4S 与 6S 的机体导向 F60PRO IV V2。