Come funzionano i motori dei droni? DC o AC?

 

Con lo sviluppo dell'economia a bassa quota, i droni si stanno trasformando da giocattoli per appassionati a strumenti essenziali per applicazioni professionali. Sorvolano terreni agricoli per irrorare pesticidi; attraversano le città per effettuare consegne espresse; si addentrano in miniere, foreste e zone disastrate, svolgendo sempre più compiti industriali e pubblici.

 

Dietro tutto questo, c'è un nucleo di potenza fondamentale che determina l'efficienza, la stabilità e la durata del volo: il motore. Fa ruotare le pale ad alta velocità, fornendo portanza e forza di controllo, permettendo al drone di "volare" davvero.

 

Come funziona il motore del drone? Utilizza corrente continua o alternata? Questo articolo partirà dai principi di base, vi aiuterà a comprendere il meccanismo di funzionamento del motore e spiegherà perché quasi tutti i droni scelgono motori DC brushless.

 

Il compito principale dei motori dei droni è convertire l'energia elettrica della batteria in energia meccanica per azionare l'elica, che ruota ad alta velocità per generare portanza e spinta. Attualmente, la maggior parte dei droni più diffusi utilizza motori brushless DC (BLDC), ampiamente utilizzati nei droni civili e commerciali per la loro elevata efficienza, bassa rumorosità e bassi costi di manutenzione.

 

1. La struttura del motore brushless per droni

Un tipico motore brushless per droni è composto principalmente dalle seguenti parti:

Statore: è fisso e presenta bobine elettromagnetiche trifase avvolte al suo interno.

Rotore: ruota con il campo elettromagnetico ed è solitamente dotato di magneti permanenti;

Regolatore elettronico di velocità (ESC): regolatore elettronico di velocità, utilizzato per controllare la direzione del flusso di corrente per ottenere una regolazione precisa della velocità e un avvio preciso.

 

2. Principio di funzionamento: azionamento elettromagnetico + controllo elettronico

Il principio di funzionamento dei motori brushless si basa sull'induzione elettromagnetica:

La batteria alimenta l'ESC;

L'ESC commuta periodicamente la sequenza di eccitazione delle bobine dello statore in base al segnale di controllo;

Quando la bobina viene eccitata, si forma un campo magnetico rotante che attrae o respinge i magneti permanenti sul rotore;

Il rotore ruota con il campo magnetico, azionando l'albero motore e le pale, generando così portanza;

L'intero processo non richiede spazzole meccaniche e si basa sul controllo elettronico per ottenere la rotazione, che è più efficiente e meno soggetta a usura.

 

3. Perché il design brushless è importante?

Rispetto ai tradizionali motori a spazzole, i motori brushless eliminano le spazzole di carbone e la struttura del commutatore, il che offre diversi vantaggi chiave:

Maggiore durata: nessuna parte a contatto meccanico, con conseguente riduzione dell'usura;

Maggiore efficienza: minore perdita di energia e risposta più rapida;

Minore rumore: il processo di funzionamento è silenzioso e fluido;

Manutenzione più semplice: non è necessario sostituire regolarmente le spazzole di carbone o pulire i trucioli delle spazzole.

 

Questa è una domanda che molti principianti o nuovi utenti del settore spesso chiedono: "Il motore di un drone DC o AC?

 

Risposta chiara: i droni tradizionali usano Brushless DC Motors (BLDC)

Attualmente, oltre il 95% dei droni multi-rotori e dei droni a bing fissi sul mercato sono dotati di Brushless DC Motors (BLDC), piuttosto che i motori AC tradizionali (motori AC) .

Nota: alcune macchine giocattoli a basso prezzo e piattaforme sperimentali possono ancora utilizzare motori spazzolati o altri tipi, quindi l'istruzione "100%" non viene utilizzata .

 

Sebbene questo motore abbia "DC" nel suo nome, il suo metodo di guida è più simile a "AC simulato": utilizza un alimentatore DC (come una batteria al litio) come energia e utilizza un controller di velocità elettronico (ESC) per convertire l'alimentazione DC in corrente trifase che è commutata in sequenza, formando così un campo magnetico rotante per guidare il rotore per ruotare.

Nota: sebbene diciamo "AC simulato", il motore DC Brushless (BLDC) non usa AC reale . usa un controller di velocità elettronico (ESC) per cambiare la direzione e la sequenza della corrente in tre serie di bobine sono ancora in modo da una dC. Motore ".

 

Perché non usare i motori AC

Sebbene i motori AC (come motori a induzione e motori sincroni) siano molto comuni negli scenari industriali, non sono adatti per l'uso nei droni per i seguenti motivi:

Dimensioni di confronto	Motore DC Brushless (BLDC)	Motore AC
Abbinamento dell'alimentazione	Adattarsi direttamente ai sistemi di alimentazione DC come le batterie al litio	Richiede potenza o inverter, scarsa portabilità
Peso volumetrico	Piccolo e leggero, adatto per carichi di volo	Di solito grande e pesante
Controllo della velocità	Facile da controllare con precisione la velocità e la direzione	Il controllo è complesso e la velocità di risposta è lenta
Efficienza energetica e generazione di calore	Alta efficienza, bassa generazione di calore	Efficienza energetica relativamente bassa e elevati requisiti di dissipazione del calore
Scenario dell'applicazione	Droni, utensili elettrici, apparecchiature modello, ecc. .	Attrezzature industriali, elettrodomestici, occasioni fisse

 

BLDC è una "soluzione DC" più adatta per i droni

Usa batterie ➜ La fonte di energia è DC

Usa ESC ➜ La logica di controllo è altamente digitale

Modalità operativa ➜ simulare la commutazione trifase, ma l'essenza è ancora un sistema DC

Pertanto, dal metodo di alimentazione, metodo di controllo allo scenario di utilizzo, il motore DC senza spazzole è senza dubbio il tipo di motore più adatto per le piattaforme di volo UAV .

 

Attraverso questo articolo, hai appreso che il motore DC senza spazzole (BLDC) è il sistema di alimentazione più mainstream e ottimale per le attuali piattaforme di droni, con più vantaggi come elevata efficienza, lunga durata e basso rumore .

 

Se stai cercando un motore con alte prestazioni, forte affidabilità e adattabilità a una varietà di scenari di volo, la serie di motori a droni VSD sarà una scelta ideale .

 

Ci concentriamo sulla ricerca e lo sviluppo e la produzione di motori a rotore esterno senza pennelli ad alte prestazioni . I nostri prodotti sono stati ampiamente utilizzati nei droni da corsa, piattaforme di fotografia aerea multi-rotore, rilevamento di livello industriale e droni di ispezione, ecc.

Copertura della gamma di tensione completa: supporta più piattaforme di tensione da 4s a 12s;

 

Valori ricchi di KV: da 380KV a 2400KV, tenendo conto sia di resistenza che di scoppio;

 

Progettazione elevata del rapporto spinta a peso: la spinta massima può raggiungere 9 kg, soddisfacendo i requisiti di scenari di carico pesante;

 

Soluzioni di supporto complete: fornire suggerimenti di selezione ESC, dati di supporto di supporto e supporto di docking tecnico;

 

Supporto personalizzazione: servizio OEM/ODM per adattarsi alla struttura, ai parametri e ai requisiti delle prestazioni .

 

Raccomandazione del modello motorio popolare VSD

Modello	Intervallo di valori KV	Potenza massima	Spinta massima	Scenari di applicazione tipici
5315 Motore di droni	380KV	4257W	9034g	UAV multi-rotore di livello industriale
4720 Motore di droni	420KV	3037W	7232g	Fotografia aerea multi-rotore e piattaforma di rilevamento e mappatura commerciale
3115 Motore di droni	900–1520KV	1617W	4185g	Fotografia aerea di medie dimensioni e piattaforma di volo flessibile
2306 Motore di droni	1800–2400KV	901W	1683g	Droni di fondo, droni da corsa leggeri
2808 Motore di droni	1300-1950KV	1623.5W	2910g	Aereo multi-rotore/piattaforma di fotografia aerea competitiva
2207 Motore di droni	1960kv	902W	1702g	FPV Racing Drone
2812 Motore di droni	900kv	1010W	2710g	Piattaforma di fotografia aerea UAV a basso carico
2807 Motore di droni	1350–1750KV	1436W	2728g	Piccola piattaforma di volo multiuso

Benvenuti a contattarci per manuali dettagliati dei prodotti, report di test o supporto per parametri tecnici . VSD fornisce servizi di prova di esempio e docking tecnico professionale per aiutare il tuo progetto drone a terra rapidamente .