Бесколлекторные двигатели | Stepmotor

Преимущества бесколлекторных двигателей
Все БД имеют высокий срок службы механических элементов. Достигнуть этого позволила ось, зафиксированная на шарикоподшипниках, исключившая из конструкции какие-либо трущийся друг об друга элементы.

Размагничивание магнитов в бесколлекторных двигателях происходит крайне медленно и составляет не более 1% в 10 лет. Таким образом вывести силовую остановку из строя можно только при перепаде напряжения в контроллере. Избежать данного развития событий позволяет защита по току в контроллере.

1. Долгий срок службы
Высокий срок службы силовой установки данного типа обусловлен неизменным режимом работы на высокой скорости. Кроме того отсутствие какого-либо трения деталей, а следовательно и отсутствие стачивания и нарушения механизмов работы положительно влияют на работу силовой установки бесколлекторного типа.

2. Высокая надежность
Срок работы бесколлекторный двигателей различного типа составляет от 20,000 часов. Чем точнее будет первичная настройка и аккуратнее его использование, тем дольше двигатель будет использоваться. Единственными элементами, ограничивающим ресурс бесколлекторного электродвигателя, являются подшипники.

3. Повышенное быстродействие, динамичность
4. Высокая точность позиционирования
5. Низкие перегревы при перегрузках
6. Пониженный уровень электромагнитных шумов
7. Высокая перегрузочная способность по моменту
8. Возможность изменения частоты вращения в широком диапазоне
9. Линейные загрузочные характеристики

Недостатки: управление бесколлекторным двигателем
Управление бесколлекторным двигателем обуществляет специальный электронный блок управления, который также называют регулятором. Он позволяет осуществлять управление оборотами двигателя, подавать напряжение и настроить вращение силовой установки.

Как правило, именно регулятор бесколлекторного двигателя «забирает» на себя основную стоимость силовой установки. Однако без электронного блока управления настроить и запустить двигатель, так же как и запрограммировать управление бесколлекторным двигателем невозможно. Именно электронное оборудование подает постоянное напряжение на определенные обмотки статора. Также значительно как электронный регулятор на стоимость БД влияют и неодимовые магниты, использующиеся в конструкции установки.

Бесколлекторные двигатели имеют достаточно сложную конструкцию, поэтому любой БД, в том числе трехфазовый (наиболее часто использующийся в производстве), имеет сложный процесс управления.

Устройство БД
В зависимости от месторасположения магнитов в силовой установке существует два типа электродвигателей: «Инраннер» — с магнитами, расположенными во внутренней части, и «Аутраннер» — с магнитами во внешней части, которые вращаются во внешней плоскости статора и обмотки.

В зависимости от требующихся характеристик в электродвигателе применяется одна или другая схема бесколлекторного двигателя. Если у двигателя малое количество полюсов и высокие обороты, то используют схему работы «Инраннер». В этом типе схемы электродвигатель одновременно выполняет функцию корпуса: поэтому непосредственно на него могут быть зафиксированы крепежные элементы.

В съеме бесколлекторного двигателя «Аутраннер» предполагаются невысокие обороты и высокий момент. Вращение в конструкции осуществляет внешняя часть. Закрепить данный тип электродвигателя можно при помощи деталей статора или за незадействованную во вращении осевую часть.

Фазы бесколлекторных двигателей
Фаза бесколлекторного двигателя обеспечивает плавность вращения магнитного поля, чем больше фаз — она же является обмоткой электродвигателя — тем более плавно осуществляется вращение. Как правило, используются трехфазовые бесколлекторные двигатели, однако существуют и одно- и двух- и четырехфазовые силовые установки. Чем больше обмотки — тем выше сложность, но и лучше показатель эффективности.

Распространенность трехфазовых электродвигателей обусловлена соотношением их эффективности к значению сложности. Обычные трехфазовые бесколлекторные двигатели имеют три провода, если же это электродвигатель с датчиками положения, то для них используется еще один комплект состоящий из пяти проводов.

Напряжение подается на две обмотки из трех, тем самым создается шесть путей подачи напряжения на обмотки. Шаг поворота составляет 60 градусов.

Бесколлекторные двигатели с датчиками положения
Если в конструкции используются нагрузки на валу установки, то следует использовать двигатель с датчиком положения. Все электродвигатели в области подъемных механизмов, а также в электротранспорте должны быть оснащены датчиками положения.

Стоит помнить, что если в конструкции при старте должны быть полностью исключены колебания оси двигателя (вращения), то обойтись без датчиков положения в силовой установке не удастся. Наиболее распространенными датчиками движения в электродвигателе являются датчики, работа которых основана на эффекте Холла. Расположение датчиков должно способствовать воздействию магнитов ротора, угол между датчиками составляет 120 градусов (электро).

Датчики положения могут быть расположены как внутри так и снаружи силовой установки. Это позволяет в некоторых случаях самостоятельно дооснастить бесколлекторные электродвигатели без встроенных датчиков положения дополнительно этими внешними датчиками.

В некоторых случаях требуется чтобы датчики работали в режиме реверса, т.е. вращались в обратном направлении, для этого следует использовать дополнительный комплект датчиков перемещения. Чтобы они заработали в режиме реверса следует настроить их на обратный ход.

Применение бесколлекторных электродвигателей
Основным преимуществом БД является отсутствие нагрева и шума во время работы и это при высокой производительности. В первую очередь бесколлекторные двигателя используются в медицинском оборудовании. Большинство современного стоматологического оборудования работает именно с помощью бесколлекторный электродвигателей, поскольку в этой области возможно использовать только тихие высокопроизводительные электромоторы без нагрева.

Наружная реклама: рекламные щиты, витрины, банеры-жалюзи с изменяющимися изображениями используют в своей конструкции бесколлекторные двигатели. В этом случае БД применяются для автоматической работы банеров и вращения конструкций.

Электронное автомобильное оборудование также не обходится без бесколлекторных двигателей. Электростеклоподъемники, «дворники» или электростеклоочистители, омыватели фар и электрорегуляторы кресел также работают при помощи БД.

Отдельно отметим нефтегазовую промышленность, в которой силовые элементы в запорном оборудовании не могут обойтись без БД, поскольку только они гарантированно не имеют искрообразующие части, использовать которые категорически запрещено в данном типе производства.

Купить бесколлектроные двигатели
Мы делаем производство простым в управлении и надежным! Бесколлекторные двигатели подходят как для автоматизации крупных производств, так и любителей электроуправляемых моделей, собрать которые можно в домашних условиях.

Наш Торговый Дом занимается розничными и оптовыми продажами мотор редукторов, шаговых двигателей, линейных двигателей, цилиндрических мотор редукторов, а также бесколлекторных двигателей. Мы осуществляем полный цикл продажи от первичной консультации по требующемуся оборудованию до ее внедрения и установки на вашем производстве.

Мы всегда готовы предоставить вам бесплатную подробную консультацию по новинкам, появившимся на рынках мира, и подобрать для вас подходящий вариант силовой установки или другого оборудования. Мы работаем с самыми крупными поставщиками из Азии, Европы и СНГ, поэтому предлагаем для вас самые доступные цены на силовое оборудование.

Если вы хотите купить бесколлекторный двигатель для робототехники или автоматического управления, то можете оставить запрос на сайте Торгового Дома «Степмотор» или связаться с нами по бесплатному номеру телефона по России: 8 800 5555 068.

Как выбрать двигатели для квадрокоптера, тяга и вес — Все о квадрокоптерах

В этой статье постараемся помочь вам с выбором моторов для квадрокоптера и вы сможете ответить на вопрос — «Как выбрать двигатели для квадрокоптера?».

Для поиска подходящего мотора, мы будем использовать информацию, которую предоставляет производитель в описании своих компонентов.

 

С чего начать?

Первое, что нужно сделать — это посчитать вес вашего квадрокоптера. Конечно, когда вы только планируете, составить конечный вес сложновато и придется опираться на данные из описания товаров и честность продавцов.

Первым делом я смотрю вес рамы, потому что рама — это основа и в большинстве своем ее форма и размеры начинают определять максимальные размеры оборудования, которое можно повесить на эту раму.

Сейчас продавцы чаще стали указывать, какие моторы будут подходить для конкретной рамы, но не конкретно вот этот двигатель, а разброс.

После подсчета веса рамы, прибавьте вес камеры и подвеса, последний — если вы собираете съемочный квадрокоптер.

 

Строение двигателя и как он работает

Все бесколлекторные (безщеточные) двигатели состоят из 4 компонентов:

 

Статор. Статор это обмотка двигателя, состоящая из 3 фаз длинных тонких проводков, которые обматываются вокруг сердечника. Провода покрыты эмалью, чтобы предотвратить короткое замыкание при обмотке и работе. Если вы хорошо учили физику, то знаете, что ток, протекающий по проводу, создает магнитное поле.  Когда провод обмотан вокруг чего-то, то магнитное поле увеличивается. Чем больше ток, тем больше сила магнитного поля и больше крутящий момент от вашего двигателя. Однако, большие токи сильно нагревают обмотку, особенно вот такие тонкие провода и защитная эмаль может оплавиться при сильном нагреве, тогда произойдет короткое замыкание и двигатель станет нерабочим.

Неодимовые магниты. Эти магниты из редкоземельных металлов генерируют фиксированное магнитное поле, они маленькие, но создают очень сильное магнитное поле. Они приклеены эпоксидной смолой или цианокрилатом к корпусу мотора.

Корпус двигателя защищает магниты и обмотку. Обычно он изготовлен из легкого металла, такого как алюминий. Более продвинутые двигатели имеют корпусы, которые сделаны как вентиляторы, т.е. при вращении нагоняют воздух на обмотку сердечника, чтобы охлаждать ее.

Вал мотора жестко прикреплен к верхней части. Это рабочий компонент мотора, который передает крутящий момент на пропеллеры.

Итак, как работает бесколлекторный мотор?

Магниты и обмотка создают движущую силу благодаря взаимодействию и созданию магнитного поля между ними. Это происходит благодаря подаче постоянного тока на определенную обмотку (у нас 3 фазы, т.е. 3 отдельных провода на обмотке), ток подается и прекращает подаваться на определенные обмотки в короткий промежуток времени, тысячные доли секунды, заставляя крутиться верхнюю часть с магнитами. Этим процессом полностью управляют ESC-регуляторы, это мозг моторов, они решают, когда подавать ток, а когда нет и с какой частотой. Бесколлекторные двигатели 3-х фазные.

Двигатели для дронов делятся на два типа:

• Коллекторные
• Бесколлекторные

Коллекторные двигатели используются в основном на слабых дронах начального уровня и для съемочных квадрокоптеров начального уровня. Дело в том, что они не могут развивать значительные обороты и мощность, а это значит, у них будет маленькая подъемная сила. Они более громоздкие и более склонны к поломкам, так как у таких моторов больше трущихся деталей. Принцип работы коллекторных двигателей: мотор состоит из корпуса, внутри корпуса находятся магниты – плюс и минус, корпус неподвижен, а в движение приводится ротор с обмоткой с помощью щеток, которые подают электричество на обмотку.

Бесколлекторные двигатели используются на гоночных и профессиональных дронах. Отличаются огромными мощностями, значительными оборотами и тягой. Такие двигатели более компактные, по весу примерно такие же, имеют долговечность за счет минимума движущихся частей, да и те на подшипниках.

Расшифровка маркировка двигателей квадрокоптеров

KV – оборотов в минуту на вольт, чем больше число, тем мощнее двигатель. Например, 2300KV разгонит дрон до 100км/час.

A2313/16T – Буква А это класс двигателя. 23 – диаметр магнитопривода в мм, толщина набора 13мм, 16 – витков. Чем меньше витков у двигателя, тем больше KV.

 

Вес и тяга двигателей

В мультироторных квадрокоптерах, двигатели обычно могут поднять 50% от веса самого дрона, то есть, вес дрона в рабочем состоянии 400 грамм, значит он сможет поднять еще примерно 200 грамм полезного груза, при этом, стик газа будет на середине. А общая тяга двигателей для такого квадрокоптера должна быть не менее 800 грамм.

Запас мощности — важное правило, чтобы оставалась возможность полного управления квадрокоптером под нагрузкой, особенно в ветер или во время резких маневров. Для съемочных дронов должен быть запас тяги к весу 2:1 минимум, для гоночных в 2 раза больше.

Для гоночных квадрокоптеров нужны очень маневренные и мощные двигатели, у которых тяга не менее 1 кг, а лучше больше, так как полеты на гоночных квадрокоптерах очень агрессивные и быстрые, постоянно меняется траектория полета, которая должна меняться моментально.

Кстати, если для съемочного квадрокоптера подобрать двигатели с большой тягой, то на него можно будет повесить, например, 2 аккумулятора, вместо одного, чтобы можно было летать дольше, чем 20 минут, но это время будет увеличиваться прямо пропорционально добавленному весу и соответственно будет уменьшаться предел тяги моторов.

 

Практический пример

Рама

В качестве примера рассмотрим сборку мини квадрокоптера на классической раме 220 мм — Martian II 220. Вес рамы 145 +- 2 грамма.

Двигатели

Как говорил выше, многие продавцы пишут в описании какие моторы подойдут к их раме. В нашем случае, продавец указал двигатели: 1806, 2204, 2205, 2206. Посмотрев на площадке средний вес 1 двигателя — 25-28 г, можно предположить, что общий вес из 4 моторов — 100 грамм в среднем.

Аккумулятор

К этой раме отлично подойдут аккумуляторы LiPo 4S 1300mAh или 1500mAh, вес их составляет примерно 157 грамм.

FPV система: видеопередатчик и камера

Камеры бывают очень легкие, например, Caddx Turbo весит всего 3,5 грамма, а обычные классические до 9 грамм.

Видеопередатчики без дополнительной защиты тоже очень легкие, вес у них колеблется от 4,5 грамм до 6-7 грамм.

Полетный контроллер и плата разводки питания (PDB)

Эти компоненты не тяжелее другой электроники — в среднем по 3,5 грамма, итого до 10 грамм веса.

Регуляторы оборотов и приемник

По отдельности регуляторы оборотов (ESC) весят больше, чем цельная плата 30,5 х 30,5, но и если выйдет из строя 1 регулятор, то придется менять всю плату. Это не относится к регуляторам, которые по отдельности, но вес чуть больше. Так, цельная плата ESC весит в среднем 8 грамм, а по отдельности в среднем 10 грамм.

Приемник (это то, что принимает сигнал с пульта управления и передает его полетному контроллеру) — здесь тоже самое как с видеопередатчиками, если плата не защищена, то ее вес может быть 5 грамм, но и повредить ее легче, а с корпусом они могут быть до 20 грамм.

Пропеллеры

Тоже имеют незначительный вес, 1 пропеллер весит 1-2 грамма.

Остальной вес и итого

Не забывайте учитывать и другой вес — крепление для камеры, крепление аккумулятора, болты и так далее. Можете прибавить еще 10-50 грамм, в зависимости от того, что вы будете использовать, а также учитывайте вес проводов.

Итого

• Рама — 145 г;
• Двигатели — 100 г;
• Аккумулятор — 157 г;
• FPV система — в среднем 10 г;
• Полетный контроллер и PDB — 10;
• Регуляторы оборотов и приемник — в среднем 9 г;
• Пропеллеры — 5 г.

Итого: примерно 436 грамм + 10 грамм на провода и крепления = 446 грамм вес полностью снаряженного квадрокоптера по минимуму, но для запаса берем 500 грамм.

Бывают рамы значительно легче, например по 70 грамм, но они тонкие и электроника почти не защищена.

Теперь нужно подобрать двигатели, которые смогут хорошо работать с весом нашего дрона, так как вес 500 грамм, значит тяга двигателей требуется как минимум в 2 раза выше, то есть, нам нужны двигатели, у которых суммарная тяга не менее 1000 г, то есть 1 мотор — не менее 250 грамм!

Резюмируем ответ на вопрос, как подобрать двигатели для квадрокоптера: считаем общий вес собранного квадрокоптера вместе с примерно выбранными двигателями (как правило это 100 грамм) и умножаем на 2 — такую тягу должен иметь 1 двигатель.

Каждый продавец размещает таблицу, с какими пропеллерами развивается какая тяга, например, у Racerstar 2205 она такая:

 

 

Что мы видим: если использовать пропеллеры 5045 — в обычном режиме при 19.2А на двигатель — он развивает 660 грамм тяги, а в пиковой нагрузке при 27.6А двигатель развивает 950 грамм!

Таким образом, изучив несколько таблиц в карточках товаров, вы будете четко понимать, какие двигатели вам нужны.

Но если вам все же сложно понять, какие нужны двигатели, пишите в комментариях, помогу.

 

На что еще следует обратить внимание при выборе двигателя

 

Выше я написал, что вам нужно смотреть на тягу, которую развивает двигатель (Pull g).

Но вам также стоит обратить внимание на эффективность — Efficiency — граммы на ватты.

Что это значит? Все просто, чем больше Watt тратится, тем быстрее разрядится аккумулятор. Да, двигатель поднимет 710 грамм, но быстро разрядит аккумулятор, то есть, ему потребуется очень много энергии.

Это и ответ на вопрос — какие пропеллеры выбрать для двигателя — смотрим таблицу и выбираем наиболее эффективные.

 

Регуляторы оборотов (ESC) для двигателей

После того, как вы выбрали двигатели, теперь к ним нужно выбрать регуляторы оборотов.

Здесь опишу кратко, так как уже есть статья выше: смотрим таблицу для двигателя и выбираем максимальный ток, который они могут потреблять, вот вам нужны именно такие регуляторы, в нашем случае 30 Ампер.

 

Рекомендованные двигатели

 

 

Выводы

Надеюсь, что объяснил подробно, а если у вас остались вопросы — задавайте их в комментариях, помогу.

Итак: считаем общий вес дрона и умножаем на 2. Далее берем тягу 1 мотора и умножаем на 4 (если у вас 4 двигателя). Если тяга выше веса, который мы умножили на 2, то двигатели вам подходят.

Но помните, что для гоночного квадрокоптера лучше брать коэффициент 3:1, где 1 это вес дрона, то есть при весе 500 грамм, тяга двигателей должна быть не менее 1500 грамм.

Если вы нашли ошибку или ссылку, которая не работает, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Бюджетный комплект БК моторов для FPV квадрокоптера – Racerstar Racing Edition BR2205 2600KV

Здравствуйте, уважаемые читатели! В этой статье хочу затронуть тему бюджетных бесколлекторных моторов которые можно применить для самостоятельной сборки FPV квадрокоптера начинающими FPV гонщиками – Racerstar Racing Edition BR2205 2600KV. Неравнодушных к теме FPV полётов, прошу под кат.

Моторы приезжают в индивидуальных упаковках, к каждому мотору прилагается комплект для крепежа на раму. Но в моём случае в одном из моторов крепёж отсутствовал, хотя коробка была запечатана заводской наклейкой.

Комплект моторов Racerstar Racing Edition BR2205 2600KV позиционируется как бюджетный вариант для сетапа FPV коптеров с рамами под 5` пропы. Питание моторов 2-4S. 2600KV – означает 2600 оборотов на вольт. Более подробно с установкой подобных моторов на коптер можно ознакомиться в этой статье – Собираем FPV квадрокоптер на базе рамы – Realacc Kylin 210.


В комплекте два мотора с гайкой под левую резьбу и два под правую резьбу. Это необходимо для того, чтобы пропеллеры самозатягивались и не откручивались при зацепе пропами веток или при падении, если не успели вовремя задизармить коптер.

Вес комплекта из четырёх штук 115 г.

Диаметр моторов 27.9 мм.

Диаметр вала под пропеллер 5 мм.

Фазные провода 22 AWG. Длина проводов 70 мм, этой длины недостаточно для подключения к регуляторам 4 in 1, даже на двухсотых рамах.

Валы моторов зафиксированы стальными клипсами с подложенными под ними шайбами. На одном из моторов шайба отсутствовала. В сети были жалобы на то, что во время полётов с моторов слетают клипсы прямо в полёте, не знаю, может от партии зависит, но тестируемые мной 2205 налетали уже достаточно много, и пока клипсы на месте.


Снимем клипсу с вала и разбираем моторчик.

Стальной вал диаметром 3 мм, зафиксирован бонкой в колоколе из алюминиевого сплава. Подшипники размера – 3*8*4 (3 — внутренний диаметр под вал, 8 – внешний диаметр, 4 — высота подшипника в миллиметрах). Запасные подшипники для моторов я всегда покупаю в FUSHI Official Store на Али.

Намотка тонким проводом внавал. Качество намотки оставляет желать лучшего. Более дорогие моторы мотают толстым проводом виток к витку.

Магниты не скруглённые, на колоколе видны следы балансировки с помощью мастики синего цвета.

Интересная деталь. Один из моторов комплекта имеет колокол цвет, которого немного отличается от остальных (на фото в центре). Сразу на ум приходит фраза – я его слепила из того, что было.

Один из моторов как раз тот, у которого отсутствовала шайба под клипсой, на малых оборотах уходил в срыв синхронизации, если поддать газку то все ОК. На полёте это никак не отразилось.

Полетал на этих моторках, пропы – трёшки 5045. Моторки тянут средне, чувствуется нехватка тяги по сравнению, например, с Racerstar Racing Edition BR2306S, но про них будет отдельный разговор. Для начинающих небольшой недостаток тяги, думаю, не критичен.

В полёте мне удалось выжать из четырёх BR2205 максимум 62A (пиковый ток за полёт). Регуляторы – Racerstar RS40A V2.

Тест BR2205 2600KV на стенде. Со всеми любимыми трёхлопастными 5045, мотор выжал 900 грамм тяги с максимальным током 29А. Весьма неплохо учитывая цену моторов. Дорогие брендовые выжимают до 2000 грамм, но комплект таких моторов стоит как – «чугунный мост». Например, комплект из четырёх Emax RS2306 2400KV обойдётся в 74$, а моторы, рассчитанные на 5-6S итого дороже. Учитывая, что для новичков моторы — это расходный материал, использовать дорогие моторы для тренировок, на мой взгляд, нецелесообразно. Да они круто «валят», и в них много дури, при наличии хороших акумов.

Стендовые тесты BR2205 2300KV:

Тесты моторов BR2205 серии «S» c металлическим полым валом:

Отдельно хотел рассказать про моторы «S» серии. От обычных они отличаются полым металлическим валом диаметром 4 мм (подшипники 4*9*4). Магниты и намотка, на мой взгляд, одинаковые. Но мой опыт использования этих моторов весьма печальный. У меня было два комплекта моторов Racerstar Racing Edition BR2306S 2400KV, и все моторы благополучно отлетали не более чем по 6-7 полётов. Я не знаю с чем это связано, но в «S» серии разбиваются посадочные места под подшипники и после нескольких полётов даже без падений люфт на валах моторов просто катастрофически большой, доходило до полутора миллиметров. Замена подшипников естественно ситуацию никак не исправляет. У обычных BR2205 тоже есть небольшой люфт прямо из коробки. Но он не прогрессирует и остаётся в пределах нормы, не сводит гиру сума.

Racerstar BR2205 – неплохая серия бюджетных моторчиков для FPV квадрика, особенно для начинающих, у которых падения и жёсткие посадки, обыденное дело. Одно дело укокошить комплект моторов за 75-90$ или за 31$, разница есть. Из минусов: некомплект по крепежу в одном из моторов; небольшой непрогрессирующий люфт; отсутствие шайбы под клипсой. Больше претензий у меня к моторам пока нет, для тренировок и новичков – рекомендую. По возможности буду дальше продолжать летать на этих моторах, если с моторами возникнут проблемы, то добавлю в эту статью отдельным пунктом.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

RThrust — система автоматического тестирования БК моторов / Habr

Я довольно давно увлекаюсь мультикоптерами, и все это время я ищу способы заставить коптеры летать дольше.
Типичное время полета для недорогого коптера 7-15 минут. Удручающе мало. Мой текущий квадрокоптер летает 19 минут. И на выбор регуляторов и ВМГ для него я потратил немало времени, чаще всего делая предположения в условиях недостаточных данных.
Ключом к продолжительности полета является энергоэффективная винтомоторная группа. Что это значит? Комбинация мотора и воздушного винта должны максимально эффективно использовать энергию для создания тяги. То есть поднимать как можно больше веса, потребляя как можно меньше энергии. Измеряется эффективность винтомоторной группы в граммах на ватт. На форумах частенько встречаются различные приспособления, состоящие из весов и крепления для мотора плюс какой-нибудь ваттметр. Иногда обходятся чисто весами, чтобы выяснить какую вообще тягу создает ВМГ.
Однако, погрешность измерений обычно весьма высокая, начиная с того, что мы не можем точно определить одновременно и тягу, которая колеблется (мотор постоянно меняет обороты) и мощность, которая тоже плавает достаточно сильно. В итоге ошибка сравнима с разницей между моторами.
Меня такая ситуация не устраивает, учитывая, что моторы и пропеллеры различаются по стоимости до десятка раз, нужно понимать, стоит ли платить больше.
В итоге я построил испытательный стенд, на который крепится ВМГ и замеряются ее параметры:
-Тяга с точностью до 1г
-Напряжение аккумулятора с точностью до 0.01В
-Ток с точностью до 0.1А-0.2А примерно (зависит от тока)

Не знал в какой блог разместить информацию, поэтому пока поместил сюда.

Все эти параметры снимаются для каждого значения управляющего сигнала для регулятора скорости с шагом в 1%.
Дополнительно вычисляются мощность и эффективность ВМГ для каждой точки.
По полученным данным строятся графики. По горизонтали — положение ручки газа в процентах. По вертикали — замеренные и вычисленные значения для данного положения ручки газа.

Раз уж я инженер-программист, то стенд все тестирование выполняет полностью автоматически.
Возможности программы:
Мотором можно управлять вручную, наблюдая данные в реальном времени для примерной оценки мотора. Делается это простым движением ползунка или вручную вводя значение от 100 до 200 (управляющий импульс от 1 до 2 мс). Справа наглядный индикатор показывает положение виртуальной ручки газа для введенного числа.
Для всех снимаемых данных выполняется фильтрация шумов.
Для тока и эффективности доступна также дополнительная фильтрация, т.к. в силу особенностей бесколлекторного мотора потребление у него постоянно скачет и на графике появляются шумы, если не фильтровать данные.
Значения опорных напряжений, используемых стендом для замера можно изменить, как и коэффициенты делителей напряжения.
Все настройки сохраняются программой автоматически в ini файле.
Время измерения на каждый шаг газа можно указать в миллисекундах. Хорошие результаты дает измерение по 800 мс на шаг, тогда весь тест мотора занимает примерно 1м 20 секунд.
В любое время можно нажать ESC и тест прекратится, мотор будет остановлен.
Если водить мышкой над графиком, то под ним программа покажет значения всех графиков для данного положения «ручки газа».
График можно увеличить и рассматреть детальнее, можно таскать его мышкой, расматривая интересующий кусочек.
Любой график можно отключить, чтобы рассмотреть другие данные, масштабирование по вертикали при этом выполняется автоматически так, чтобы все отмеченные графики влезли.
Результаты измерений можно сохранить в файл «.mpp».
Также в текущей версии программы появилась функция сравнения параметров ВМГ:

Есть возможность сравнить не только разные моторы, но и один и тот же мотор с разными пропеллерами или батареями, а также построить графики приведенной зависимости эффективности от тяги, учитывая собственный вес ВМГ.
Позже, возможно сделаю экспорт данных в CSV формат, для обработки в Excel, например.
Я провел несколько десятков тестов и получил интересные результаты. Например, эффективность зависит от степени заряженности батарейки, как я и догадывался. Не все батарейки одинаково полезны, причем на графике это заметно невооруженным глазом. Не все регуляторы скорости одинаково хороши, но вокруг них много домыслов, а стенд позволил наглядно убедиться в чем разница регуляторов и даже сравнить один и тот же регулятор с заводской и альтернативной прошивкой.
Анализируя полученные данные я разработал методику подбора ВМГ под конкретную задачу. Возможно это найдет реализацию в виде модуля автоматического подбора по параметрам. Тогда можно будет выбрать наиболее эффективную ВМГ под конкретный коптер.
Аппаратная часть реализована на 32битном микроконтроллере STM32F100RB. Программная часть работает под любой современной виндой, никаких .net и прочих приблуд не требуется.
Желающим протестировать свои ВМГ предлагаю обращаться. В зависимости от того, насколько интересна мне эта ВМГ я могу сделать тест и бесплатно.
Возможности стенда:
-Напряжение до 4S (будет до 6S)
-Замеряемый ток до 30А. (Будет до 50А)
-Тяга ВМГ до 5кг.
-На стенд влезут пропеллеры до 80см длиной.
-Регуляторы с управлением стандартным PWM сигналом, то есть любые хоббийные.

Весь процесс замера выглядит примерно так (сократил время тестирования для демонстрации).

По напряжению и току модифицировать особых проблем нет, нужно только несколько деталек.
Собрать такой стенд на заказ тоже возможно, но пока у меня нет времени разводить законченный девайс, так что если стенд нужен, то это займет некоторое время-не все компоненты есть в наличии.

Самое главное — предлагаю желающим с хабра бесплатно протестировать свою ВМГ и получить ее данные.

Сравнительные характеристики БК двигателей по тяге и экономичности — Паркфлаер

За последнее время арсенал моих двигателей пополнился новыми модели. Все двигатели протестировал. Результаты новых тестов привожу ниже. Данные тестов для удобства подбора ВМГ сгруппированы в группы по величине тяги в определённых диапазонах. *** отмечены лучшие результаты ВМГ в группе.  Тесты проводились на 3S батарее.
Где батарея 4S — есть соответствующая отметка. 

Сравнение экономичности двигателей по тяге ~ 200 грамм

Turnigy 1811 / 2000 kv Винт GWS DD  6030  тяга  180  грамм  ток 4,5 А.
FC2805 / 2840 kv        Винт  GWS DD  5030  тяга  220  грамм  ток 4,5 А.
FC2805 / 1600 kv        Винт GWS  DD  5030  тяга  200  грамм  ток 4 А.
Turnigy 2730 / 1700 kv Винт GWS  DD  5030  тяга  200  грамм  ток 3,6 А.
Turnigy 2730 / 1300 kv Винт GWS  DD  6030  тяга  220  грамм  ток 2,8 А. ***
Turnigy 2730 / 1300 kv Винт GWS  DD  7035  тяга  250  грамм  ток 3,8 А. ***

Сравнение экономичности двигателей по тяге ~ 300 грамм

Turnigy 2730/1700 kv   Винт GWS DD  6030 тяга  300 грамм  ток 5,5 А.
AX2306N / 1300 kv      Винт GWS DD  6030 тяга  300 грамм  ток 3,4 А. ***
AX2306N / 1300 kv      Винт GWS DD  7035 тяга  350 грамм  ток 5,5 А ***
AX2308N / 1800 kv      Винт GWS DD  6030 тяга  350 грамм  ток 6 А.

Сравнение экономичности двигателей по тяге ~ 400 грамм

FC2805 / 1600 kv       Винт GWS DD  7035  тяга  380  грамм  ток 7 А
FC2812 / 1534 kv       Винт GWS DD  7035  тяга  400  грамм  ток 7,5 А
E Sky EK5 – 0002       Винт GWS DD  8040  тяга  430  грамм  ток 6,2 А
Turnigy 2730/1700kv  Винт GWS  DD  7035  тяга  380  грамм  ток 7 А
Turnigy 2730/1300 kv Винт GWS  DD  8040  тяга  420  грамм  ток 6,4 А
AX2308 / 1100 kv      Винт GWS  DD  8040  тяга  430  грамм  ток 5,5 А ***
AX2308 / 1800 kv      Винт GWS  DD  7035  тяга  460  грамм  ток 9 А.
2210N / 1000 kv        Винт GWS  DD  8040  тяга  430  грамм  ток 5 А. ***

Сравнение экономичности двигателей по тяге ~ 500 грамм

FC2812 / 1534 kv        Винт GWS DD 8040  тяга  500  грамм  ток 9 А.
FC2822 / 1200 kv        Винт GWS DD 8040  тяга  500  грамм  ток 8 А ***
E Sky EK5 – 0002 kv    Винт GWS DD 9050  тяга  560  грамм  ток 9 А.
AX2306N / 1300 kv      Винт GWS DD 8040  тяга  520  грамм  ток 8 А ***
AX2308N / 1100 kv      Винт GWS DD 9050  тяга  630  грамм  ток 9 А. ***
2210N / 1000 kv          Винт GWS DD 9050  тяга  600  грамм  ток 9,5 А.
Donkey ST3508/700 kv Винт        SF9х4,7   тяга  550  грамм  ток 7,5 А.

Сравнение экономичности двигателей по тяге ~ 700 грамм

Мотор 2210N / 1000 kv      Винт GWS  9050  тяга   600  грамм  ток 9,5 А
Tower Pro 2408                 Винт GWS  9050  тяга  700  грамм  ток 11 А.
Donkey ST3508 / 700 kv     Винт GWS  1060  тяга  750  грамм  ток 10,5 А .
Turnigy 2836 / 9 – 950 kv   Винт GWS  9050  тяга  800  грамм  ток 10,5 A
Turnigy 2836 / 8 – 1100 kv  Винт GWS  8040  тяга  630  грамм  ток 9 А. ***
Мотор AX2308N / 1100 kv   Винт GWS  9050  тяга  630  грамм  ток 9 А.  ***
Мотор FC 2822 / 1200 kv    Винт GWS  9050  тяга  630  грамм  ток 11 А.

Сравнение экономичности двигателей по тяге ~ 900 грамм и более.

Turnigy 2836 / 8 – 1100

3S
GWS      DD  8040  тяга  630   грамм  ток 9 А.   
GWS серый  0804E тяга  630   грамм  ток 9 А.
GWS      DD  9050  тяга  900   грамм  ток 14 А  ***
Оранжевый  9050  тяга  850   грамм  ток 14 А.
GWS       DD 1060  тяга 1100  грамм  ток 20 А. ***

Turnigy 2836 / 9 – 950

3S
Винт GWS DD 8040  тяга  530   грамм  ток  8 А.
Винт GWS DD 9050  тяга  800   грамм  ток  10,5 A.
Винт GWS DD 1060  тяга  1000 грамм  ток  15 А. ***

4S

Винт GWS DD 8040   тяга   800   грамм  ток 10 А.
Винт GWS DD 9050   тяга  1100  грамм  ток 12 А. ***

Donkey ST3508

3S
Винт SF        9 х 4,7   тяга  550  грамм  ток 7,5 А.
Винт       SF 10 х 4,7  тяга  800  грамм  ток 11 А.  ***
Винт GWS DD 10 х 6   тяга  750  грамм  ток 10,5 А .
Винт GWS DD 11 x 7   тяга  900  грамм  ток 12 A.

D4023 — 850 kv

Винт GWS DD 10 х 6   тяга  1050  грамм  ток 16 А.
Винт GWS DD 11 х 7   тяга  1300  грамм  ток 18 А. ***
Винт      SF 11 х 4,7   тяга  1400  грамм  ток 20 А.

Предыдущие тесты двигателей (расширенные тесты) тут —

 http://www.parkflyer.ru/32931/blogs/view_entry/3226/#position=read_moar

обзор дорогих и бюджетных дронов

Доброго времени суток, наши уважаемые читатели. Покупая свою первую радиоуправляемую модель, начинающие пилоты часто не задумываются о том, какие двигатели в ней установлены (бесколлекторные и коллекторные моторы) и есть ли на борту GPS модуль. Во главу угла ставится стоимость, но принцип чем дешевле, тем лучше не всегда применим к беспилотникам. Тем более, что квадрокоптер с бк моторами и gps начального уровня стоит ненамного дороже бюджетных моделей, а в управлении и эксплуатации заметно выигрывает.

Преимущества бк моторов

На квадрокоптерах могут быть установлены либо коллекторные моторы, либо бесколлекторные. Первый тип широко используется в бюджетных моделях.

Почти все мультикоптеры стоимостью до 100$ оснащаются коллекторными движками. Эти моторы отличаются дешевизной и неплохими техническими характеристиками. Однако они часто выходят из строя (из-за трения между коллектором и щетками) и не способны выдавать максимальные обороты. Если вы планируете летать часто и долго, то рекомендуем сразу приобрести запасные движки, так как ломаться они будут с неприятной регулярностью. Но для недолгих и не частых запусков данный тип моторов подходит.

В движках бесколлекторного типа нет ни коллектора, ни щеток. Трение не оказывает разрушающего влияния на детали мотора, поэтому ломаются двигатели очень редко. Каждый мотор оснащается регулятором скорости вращения, что позволяет добиться стабильной работы на максимальных оборотах. С бесколлекторными двигателями вы забудете о постоянных ремонтах и поиске запчастей.

За надежность и мощность нужно платить. Недорогие бесколлекторные квадрокоптеры стоят 100-150$, то есть в 1.5-2 раза больше, чем модели с коллекторными движками.

Преимущества GPS модуля

Присутствие GPS модуля практически всегда означает, что беспилотник поддерживает несколько интеллектуальных режимов полета, таких как:

• Автоматический возврат домой
• Полет к указанному объекту
• Облет по точкам

Пилоту всегда известны точные координаты коптера. Это важная информация, особенно в тех случаях, если дрон летит на значительном удалении и визуальный контакт затруднен или невозможен. Если же на борту есть еще и FPV камера, то пилот сможет увидеть и управлять съемкой тех объектов, через которые пролетает коптер.

ТОП 10 квадриков с бесколлекторными моторами и gps

Как мы уже сказали, модели квадрокоптеров с бк движками и gps модулями нельзя считать бюджетными. Продвинутые коптеры оснащаются и тем, и другим, но есть и сравнительно недорогие летательные аппараты.

Бюджетные модели

В категорию бюджетных мы отнесли аппараты стоимостью до 250$. Это не самая большая сумма, если учесть, что покупатель получает квадрокоптер с качественными движками, поддержкой системы глобального позиционирования и увеличенным временем полета.

BAYANGTOYS X21

В базовой версии BAYANGTOYS X21 обойдется в 185$.

Основные характеристики:

• Размеры 25×25х22 см
• Аккумулятор 2000 mAh
• Дальность полета до 450 м
• Полетное время до 18 минут
• Камера 1080p
• Поддержка FPV

В продаже доступен более дорогой комплект Double GPS (200$), с дополнительным GPS приемником, установленным в аппаратуре управления. Использование второго приемника позволяет активировать функции Follow me и Surround.

Cheerson CX20

Довольно интересная модель, еще не так давно продававшаяся за 350$, однако теперь ее стоимость снизилась до 215$. Помимо бесколлекторных двигателей и GPS, она предлагает пользователю обширные возможности по настройке. Исходный код полетного контроллера открыт, и при желании можно внести существенные изменения в модель управления и в режимы полета.

Основные характеристики:

• Размеры 30×30х20 см
• Вес 875 г
• Аккумулятор 2700 mAh
• Дальность полета до 500 м
• Полетное время до 15 минут
• Подвес с креплением под GoPro

В комплекте нет камеры, но зато на подвес без проблем устанавливается GoPro Hero.

MJX B2W Bugs

Один из самых легких коптеров в нашем обзоре, оснащенный, тем не менее, не только бесколлекторными движками, но и GPS. Стоимость аппарата составляет около 230$.

Основные характеристики:

• Размеры 41×41х80 см
• Вес 445 г
• Аккумулятор 1800 mAh
• Дальность полета до 1000 м
• Полетное время до 18 минут
• Подвес с камерой 1080P

MJX Bugs 6

К сожалению, у Bugs 6 нет GPS приемника, однако мы включили его в обзор в качестве одного из самых доступных гоночных дронов. Мощные бесколлекторные двигатели легко разгоняют летательный аппарат до 50 км/ч.

Конечно, более дорогие модели способны показать лучшие скоростные показатели, зато стоимость Bugs 6 в базовой комплектации составляет лишь 94$. Правда, в младшей версии нет камеры, жк-экрана, VR-очков, подвеса, но есть флипы, качественные движки и эффектная подсветка.

За 170$ вы получите камеру с нормальным подвесом, ЖК-экран и очки.

Основные характеристики:

• Размеры 390×255х160 мм
• Вес 370 г
• Аккумулятор 1300 mAh
• Дальность полета до 1000 м
• Полетное время до 12 минут
• Опциональный подвес с камерой 1080P

WLtoys V303

За 187$ доступен весьма качественно собранный бесколлекторный квадрокоптер WLtoys V303. В комплект не входит камера, но зато есть качественный, хотя и простой подвес. Аккумулятор большой емкости позволяет довольно тяжелому аппарату проводить в полете до 15 минут.

Основные характеристики:

• Размеры 274×274х190 мм
• Вес 925 г
• Аккумулятор 2700 mAh
• Дальность полета до 500 м
• Полетное время до 15 минут
• Подвес
• Моторы 2212 950kv

Модели подороже

В моделях дороже 250-300$ GPS приемник (обычно есть поддержка ГЛОНАСС) и бесколлекторные движки являются обязательными компонентами. Зачастую на этом даже не делается специальный акцент. Мы выбрали несколько беспилотников стоимостью 350-1200$, популярных среди любителей БПЛА.

Walkera Aibao

Первый дрон для компьютерных игр, именно так описывает Aibao его производитель.

Основные характеристики:

• Вес с аккумулятором 570 грамм
• 4 бесколлекторных мотора
• 4k hd camera
• Дальность полета до 1500 метров
• Полетное время до 20 минут

На пульте управления располагается крепление для смартфона. В фирменном приложении Walkera доступно несколько игр. В игровом режиме вместо FPV видео на экран выводится игра. Управляя коптером, пилот старается в ней победить.

Phantom 4

Один из самых известных бесколлекторных квадрокоптеров. Обладает отличными техническими и летными характеристиками. Поддерживает несколько режимов полета, использующих в том числе и данные GPS.

Основные характеристики:

• Размер 289.5 х 289.5 х 196 мм
• Вес 1.38 кг
• 2 компаса
• Бортовой компьютер
• Высотомер, акселерометр, сонар
• Аккумулятор 5350 mAh
• Полетное время до 5 км
• Длительность полета до 28 минут

DJI Mavic Pro Platinum

Версия Platinum является эволюционным развитием Mavic Pro. Аккумулятор большей емкости позволяет коптеру дольше оставаться в воздухе и дальше летать. Используется хорошо зарекомендовавшая себя складная конструкция, позволяющая быстро уменьшить размеры беспилотника.

Основные характеристики:

• Размеры в сложенном виде 83×83х198 мм
• Вес 743 г
• Аккумулятор 3830 mAh
• Полетное время до 30 минут
• Дальность полета до 15 км

Xiaomi Mi Drone 4K

До выхода Mi Drone 4K было много предположений о том, что компании Xiaomi удастся потеснить DJI. Однако чуда не произошло, линейка Phantom по-прежнему считается лучшей в классе любительских беспилотников.

Впрочем, это не означает, что Xiaomi выпустила плохой продукт, просто ожидания к нему были завышенными. Стоимость дрона оказалась не такой бюджетной, как надеялись поклонники марки.

Основные характеристики:

• Размер 310×380х53 мм
• Вес без батареи 670 г
• Аккумулятор 5100 mAh
• Полетное время 2 км
• Время полета до 27 минут
• Камера 4K

Parrot Bebop 2

Французская компания Parrot редко радует новыми моделями, но каждая из них становится знаковой. Не стал исключением и Bebop 2 – функциональный квадрокоптер с камерой, необычным пультом, VR-очками и множеством дополнительных аксессуаров.

Основные характеристики:

• Размеры 328×328х89 мм
• Вес 500 г
• FPV режим
• 4 бесколлекторных мотора
• Аккумулятор 2700 mAh
• Полетное время до 25 минут
• Дальность полета до 2 км с аппаратурой Skycontroller

Вывод

В этой статье мы хотели показать, что дроны с бесколлекторными двигателями и GPS модулями совсем не так дороги, как принято считать. Безусловно, модели от DJI, Xiaomi или Parrot стоят недешево, но они отлично оснащены на свои деньги.

Но есть и вполне доступные летательные аппараты, покупка которых не станет слишком обременительной для бюджета.

Вот и все, не забывайте подписываться на новые статьи и делиться полезными материалами в социальных сетях. До новых встреч.