Un guide complet des moteurs de drones: types, durée de vie, sélection et FAQ

 

C'est la première question que de nombreux débutants rencontrent lorsqu'ils entrent en contact avec des drones: "Le moteur du drone utilise-t-il AC ou DC?" À première vue, cela ressemble à une question électrique de base, mais elle implique la combinaison de la structure du moteur, du type d'alimentation et de la méthode de contrôle .

 

Réponse rapide: la plupart des drones utilisent des moteurs CC

Plus précisément, la plupart des drones utilisent des moteurs CC sans balais (BLDC pour faire court) . Ils sont alimentés par des batteries au lithium, qui sortent la tension DC .et le contrôleur de vitesse électronique (ESC) contrôle l'ordre dans lequel les bobines triphasées du moteur sont sous tension, pour entraîner la rotation du moteur .

 

Pendant le fonctionnement, l'ESC convertit DC en ondes triphasées de type AC de type AC-Taciquement ou carrées pour conduire le moteur, cela ne signifie pas que le moteur est essentiellement un système CA . son système d'alimentation et de contrôle central est toujours basé sur la logique DC . et

 

Pourquoi pas un moteur AC conventionnel?

Les drones fonctionnent sur des batteries, il n'y a donc pas de fourniture de CA disponible .

 

Les moteurs AC sont plus volumineux, plus difficiles à contrôler et inadaptés aux drones légers;

 

Les moteurs à courant continu répondent plus rapidement, ce qui facilite l'ajustement de la vitesse et de contrôler l'attitude de vol .

 

Par conséquent, de l'adaptation énergétique à la réponse du contrôle, les moteurs DC sont le meilleur choix pour les systèmes d'alimentation UAV .

 

Dans les systèmes de drones,Les moteurs peuvent être divisés en deux catégories: moteurs à courant continu brossées et moteurs CC sans balais (BLDC) . Malgré les noms similaires, les deux diffèrent considérablement par la structure, les performances et l'application .

 

Moteur brossé: structure simple, mais progressivement éliminée

Les moteurs brossés utilisent des pinceaux et des commutateurs en carbone pour changer la direction de l'actuel . Ils ont des méthodes de contrôle simples et des coûts à faible coût ., ils sont principalement utilisés dans certains avantages clés et à faible chargement et à faible charge La durée de vie typique varie de 1, 000 à 3, 000, ou une durée de vie d'environ 1 an .

 

Moteur sans balais: plus efficace et le choix grand public

Le moteur sans balais élimine la structure de commutation mécanique et est contrôlé par un contrôleur de vitesse électronique (ESC), il présente donc les avantages suivants:

Pas d'usure mécanique, une durée de vie plus longue;

 

Réponse de vitesse plus rapide et contrôle de vol plus précis;

 

Haute efficacité, moins de chaleur et meilleures performances de durée de vie de la batterie;

 

Faible bruit, ce qui les rend idéaux pour des applications comme la photographie aérienne .

 

De nos jours, des drones de consommation aux plates-formes industrielles, les moteurs sans balais sont devenus le courant dominant absolu, en particulier adapté aux scénarios avec des charges élevées, des vols fréquents et des exigences élevées pour la stabilité .

 

La durée de vie du moteur est directement liée au coût de stabilité et de maintenance à long terme du drone . en particulier dans les scénarios de vol commerciaux ou à haute fréquence, la durabilité du moteur est l'un des points clés qui doivent être prêts à l'attention lors de la sélection d'un modèle .

 

Moteur brossé: une durée de vie courte, adaptée à une utilisation ponctuelle ou légère

En raison de la frottement continu entre les brosses en carbone et le commutateur, le moteur brossé s'use progressivement pendant le fonctionnement, entraînant une efficacité réduite, une génération de chaleur accrue et, finalement, la dégradation des performances . en général:

La durée de vie est d'environ 1000 à 3000 heures;

 

Si vous volez fréquemment, vous devez généralement le remplacer dans environ un an;

 

Convient aux drones à faible coût ou à un équipement d'enseignement / de divertissement rarement utilisé .

 

Moteur sans balais: durée de vie plus longue et plus stable

Le moteur sans balais élimine la structure de frottement physique, et son usure est principalement concentrée dans la partie de roulement, de sorte que la durée de vie globale est plus longue .S'il est utilisé correctement et l'entretien de base est effectué (comme l'étanchéité, la poussière et le nettoyage régulier):

La durée de vie peut atteindre plus de 5, 000, dépassant même de loin la durée de vie de la batterie et du rack;

 

Il peut également maintenir une bonne efficacité et une bonne réponse dans le fonctionnement à long terme;

 

Il convient particulièrement aux plates-formes d'UAV qui nécessitent une grande fiabilité, comme la photographie aérienne, l'agriculture et l'inspection .

 

Bien sûr, quel que soit le type de moteur, sa vie est également affectée par les facteurs suivants:

Une charge plus élevée et des vols fréquents accélèrent l'usure du moteur .

 

Mauvaise dissipation de la chaleur: les températures élevées continues accélèrent l'usure des roulements;

 

Niveau de protection: si le moteur a une structure imperméable et anti-poussière est liée à sa résistance environnementale .

 

Cette question peut sembler simple, mais elle est en fait étroitement liée à la structure du drone . Le nombre de moteurs détermine la stabilité du vol, la capacité de charge et la complexité de contrôle de l'ensemble du drone .

 

DRONES MULTIQUES: Les quadcoptères sont le courant dominant

Les drones consommateurs et commerciaux les plus courants sont presque tous

Nom du modèle	Nombre de moteurs	Caractéristiques et applications
Quadcoptère	4	Le plus commun, adapté à la photographie aérienne, à la traversée et au vol quotidien
Hexacoptère	6	Amélioration de la capacité de charge et de la redondance à usage industriel / agricole
Octocoptère	8	Capacité de charge élevée, tolérance accrue des failles, utilisée pour la photographie aérienne professionnelle et l'arpentage
Tri-Rotor / Twin-Rotor	2~3	Surtout vu dans les drones à voilure fixe ou hybrides

 

D'une manière générale, chaque rotor nécessite un moteur ., plus il y a de rotors, plus le système de contrôle sera complexe, mais la stabilité du vol et la capacité de transport seront également améliorées .

 

Drones à voilure fixe: 1 ~ 2 moteurs

Contrairement aux drones multi-rotors, les drones à voilure fixe n'utilisent généralement qu'un seul moteur de propulsion (parfois avec un moteur de décollage et d'atterrissage à la queue / vertical), qui convient au vol à longue distance et à une endurance plus longue, mais a des exigences plus élevées pour le décollage et l'atterrissage .

 

Presque tous ceux qui ont utilisé un drone ont eu cette expérience: dès le début du moteur, tout l'avion émet immédiatement un son "bourdonnant" à haute fréquence, en particulier pendant le décollage et l'accélération . Alors pourquoi le moteur du drone est-il si fort? La clé du problème n'est pas le moteur lui-même .

 

La vraie "source de bruit" est l'hélice

La principale source de bruit dans les drones est la turbulence d'air et la traînée aérodynamique causée par des hélices de rotation rapide pendant la rotation à grande vitesse, plutôt que le bruit électromagnétique ou mécanique du moteur . spécifiquement:

Plus la vitesse est élevée, plus la perturbation de l'air est violente et plus le bruit est fort;

 

Plus l'hélice est grande et plus la hauteur, plus le bruit de cisaillement du vent est perceptible;

 

Lorsque vous volez à grande vitesse ou avec une charge lourde, le moteur doit sortir le couple à grande vitesse, ce qui fait augmenter le bruit .

 

La structure du moteur lui-même affecte également le bruit, mais il est plus petit

Les moteurs sans balais sont généralement plus silencieux que les moteurs brossés car ils n'ont pas de frottement de pinceau en carbone;

 

La méthode de contrôle est également pertinente . Par exemple, le contrôle de l'onde carrée a tendance à générer plus de bruit à haute fréquence que le foc à ondes sinusoïdales .

 

Mais dans l'ensemble, le moteur lui-même ne représente qu'une petite partie de la source de bruit .

 

Suggestions de réduction du bruit

Choisissez une conception d'hélice plus silencieuse (e . g . Astuce de l'hélice incurvée, lames de réduction du bruit);

 

Essayez d'éviter les vols à long terme à pleine charge;

 

L'utilisation de moteurs de haute qualité et d'escs sinusoïdaux peut réduire davantage le bruit du système .

 

Le choix du bon moteur est la condition préalable pour assurer un vol stable, sûr et efficace du drone . en particulier dans les plates-formes de vol auto-assemblées ou personnalisées, la sélection des moteurs doit être combinée avec plusieurs paramètres, et non seulement "en regardant la puissance" .

 

1. Le poids total est important

La poussée du moteur doit être suffisante pour surmonter le poids de toute la machine, y compris ce qui suit:

Rack d'avion

 

Batterie

 

Contrôleurs, GPS, capteurs et autres systèmes électroniques

 

Charge utile (e . g . caméra, système de pulvérisation)

 

Le rapport de poussée / poids couramment recommandé est de 2: 1 à 3: 1, c'est-à-dire:

 

Pour un drone de 2 kg, chaque moteur doit idéalement livrer 1–1 . 5kg de poussée.

 

Dans un quadcopter, chaque moteur doit fournir au moins 500 g de poussée stable .

 

2. La taille du cadre détermine l'hélice et la combinaison du moteur

Un moteur ne fonctionne pas isolément - il doit être associé à la taille de l'hélice droite . La taille des hélices est limitée par l'empattement et la longueur du bras du cadre de drone .

Les grandes hélices (comme celles de plus de 12 pouces) conviennent aux moteurs à faible teneur en VK, qui conviennent à la photographie aérienne et aux tâches porteuses;

 

Les petites hélices (telles que 5- pouces et 6- pouces) conviennent aux moteurs à haute teneur en KV et conviennent aux courses ou à des manœuvres rapides .

 

Plus la structure du cadre est grande, plus la taille du moteur est grande et plus la capacité de dissipation de chaleur peut être utilisée, mais le poids de toute la machine augmentera également en conséquence .

 

3. Autres paramètres: tension, courant et compatibilité ESC

La tension nominale du moteur doit correspondre à la batterie (par exemple, une batterie 6S peut être adaptée à un moteur qui prend en charge 22 .} tension 2V).

 

Le courant maximal affecte la sélection de l'ESC, et une marge 20-30}% doit être réservée;

 

S'il est utilisé avec des ESC à haute performance (tels que les ESC FOC), il est recommandé de sélectionner des moteurs bas à moyen KV avec une réponse rapide et un couple stable .

 

Lors de l'achat ou de la comparaison des moteurs de drones, le paramètre "Valeur KV" est souvent mentionné . Beaucoup de gens pensent que plus le KV est élevé, plus le moteur est fort et plus rapidement, mais ce n'est pas le cas . et plus

 

Quelle est la valeur KV?

La valeur KV fait référence à la vitesse que le moteur peut générer dans des conditions de non-charge pour chaque tension 1V appliquée (en RPM / V) . par exemple, un moteur 1 000 KV a une vitesse de charge théorique de 10 000 tr / min sous 10V Tension .

 

Il reflète les caractéristiques de vitesse du moteur, et non la qualité globale .

 

Valeur KV plus élevée ≠ meilleur moteur

Moteur KV élevé: vitesse rapide, mais couple faible, adapté à la charge légère, vol à court terme à court terme (comme les drones de course);

 

Moteur à faible KV: vitesse lente mais couple élevé, plus adaptée aux applications avec des charges lourdes et des exigences élevées pour un vol stable (comme la photographie aérienne et les drones agricoles);

 

De plus, la valeur KV affecte également le type d'hélices que vous pouvez utiliser:

Les moteurs à haute teneur en VKV sont généralement associés à des hélices courtes;

 

Les moteurs KV faibles conviennent aux grandes hélices, ce qui aide à améliorer la poussée et l'efficacité .

 

Comment déterminer la gamme KV appropriée?

Cela dépend de plusieurs facteurs:

Tension de la batterie: plus la tension est élevée, plus la vitesse réelle est élevée et la valeur KV doit être réduite de manière appropriée;

 

Taille de la lame: grandes lames avec KV faible, petites lames avec KV élevé;

 

Mission de vol: si vous avez besoin de maniabilité, choisissez un KV élevé; Si vous avez besoin de stabilité et d'endurance, choisissez un KV faible .

 

Face à une grande variété de moteurs sur le marché, beaucoup de gens ont cette question: laquelle dois-je choisir? Y a-t-il un moteur universellement "meilleur"? En fait, dans le domaine des drones, il n'y a pas de moteur absolument "meilleur", seul celui qui convient le mieux à vos besoins de vol, aux conditions structurelles et au budget .

 

La première base pour la sélection du moteur: poids de la machine

Les drones plus lourds nécessitent des moteurs plus puissants pour décoller en douceur et maintenir un vol stable . Cela comprend non seulement le poids du cadre lui-même, mais aussi le poids de la batterie, le système de commande de vol, les hélices et la charge utile (tels que les caméras, les pulvérisateurs), etc.

 

Une fois le poids total déterminé, la poussée totale requise par le moteur peut être déduite, puis la plage de poussée que chaque moteur devrait avoir peut être calculée en fonction du nombre d'axes .

 

Par exemple:

Pour un drone quadcopter avec un poids total de 4 kg, il est recommandé que la poussée de chaque moteur soit au moins 1 . 5kg ~ 2kg, laissant une redondance pour assurer un vol stable.

 

Deuxième base: taille du rack

La taille du cadre du drone détermine la longueur des hélices que vous pouvez utiliser, ce qui à son tour affecte directement le choix du moteur:

Des cadres plus gros peuvent être associés à de grandes hélices + des moteurs à faible KV pour améliorer l'efficacité et la stabilité;

 

Le cadre plus petit limite la longueur de la lame et doit être apparié avec un moteur KV élevé pour augmenter la vitesse pour compenser la poussée .

 

En d'autres termes, le moteur, les hélices et le cadre sont liés ensemble et ne peuvent pas être considérés séparément .

 

La troisième base: Mission de vol

Différents scénarios de mission ont des exigences de performance différentes pour les moteurs:

Pour les tâches telles que la photographie aérienne et l'inspection, la stabilité, le faible bruit et l'efficacité d'endurance du moteur sont plus importants;

 

La course, les drones volants et d'autres scènes nécessitent l'accélération, la vitesse de réponse et la puissance explosive du moteur;

 

Les plates-formes telles que l'agriculture et la logistique nécessitent des moteurs à faible KV, un couple élevé et une capacité de charge élevée .

 

Si vous recherchez des solutions moteurs hautes performances, stables et fiables pour différents types de drones, VSD fournit plusieurs modèles de moteurs de rotor externes sans balais, couvrant un large éventail de besoins d'application, des drones de fond légers à la photographie aérienne et à des plates-formes agricoles à charge lourde .

 

Modèles de moteur VSD à chaud en un coup d'œil:

modèle	Plage de valeur kv	Utilisations recommandées	Poussée maximale
5315 MOTEUR DE DRONE	380kv	Plateforme de photographie aérienne de qualité industrielle / plateforme logistique multi-rotor	9034g
4720 MOTEUR DE DRONE	420 kV	Drones agricoles / drones d'inspection	7232g
3115 Moteur de drone	900–1520kv	Arpentage de taille moyenne, photographie aérienne et plate-forme de vol porteuse	4185g
2808 MOTEUR DE DRONE	1300–1950kv	Photographie en aérienne et avion de formation à charge moyenne	2910g
2812 MOTEUR DE DRONE	900kv	Plate-forme de vol stable multi-rotor d'endurance et stable	2710g
2807 MOTEUR DE DRONE	1350–1750kv	Plate-forme multi-axe flexible, inspection environnementale	2728g
2306 MOTEUR DE DRONE	1800–2400kv	Drones de fond, drones de course	1683g
2207 MOTEUR DE DRONE	1960KV	FPV léger, avion d'entrée de gamme	1702g

 

Pourquoi choisir VSD Motors?

Une variété d'options de personnalisation KV pour correspondre à différentes plates-formes de tension (3s ~ 12s)

 

Terminer les données de test et le rapport de performance pour chaque moteur

 

Avant de quitter l'usine, il a subi des tests statiques + tests de poussée + vérification de vieillissement à haute température

 

Peut fournir des suggestions de correspondance de l'ESC, une adaptation de l'hélice, des services OEM / ODM

 

Besoin de spécifications détaillées ou de conseils techniques? N'hésitez pas à nous contacter pour des manuels de produits, des échantillons ou une consultation technique . Nous soutenons également le projet Collaboration .