Como funcionam os motores de drones? DC ou AC?

 

Com o desenvolvimento da economia de baixa altitude, os drones estão deixando de ser apenas brinquedos para entusiastas e se tornando equipamentos essenciais para aplicações profissionais. Eles sobrevoam terras agrícolas para pulverizar pesticidas; viajam por cidades para entregar entregas expressas; penetram em minas, florestas e áreas de desastre, assumindo cada vez mais tarefas industriais e públicas.

 

Por trás de tudo isso, existe um núcleo de energia essencial que determina a eficiência, a estabilidade e a durabilidade do voo: o motor. Ele aciona as pás para que girem em alta velocidade, fornecendo sustentação e força de controle, permitindo que o drone realmente "voe".

 

Então, como funciona o motor do drone? Ele usa corrente contínua ou alternada? Este artigo partirá dos princípios básicos, ajudará você a entender o mecanismo de funcionamento do motor e explicará por que quase todos os drones optam por motores CC sem escovas.

 

The core task of drone motors is to convert the electrical energy in the battery into mechanical energy to drive the propeller to rotate at high speed to generate lift and thrust. Currently, most mainstream drones use brushless DC motors (BLDC), which are widely used in civil and commercial drones for their high efficiency, low noise, and low maintenance costs.

 

1. a estrutura do motor sem escova de drone

Um motor sem escova de drone típico é composto principalmente pelas seguintes peças:

Stator: é fixo e possui bobinas eletromagnéticas trifásicas enroladas por dentro .

Rotor: gira com o campo eletromagnético e geralmente é equipado com ímãs permanentes;

Controlador de velocidade eletrônica (ESC): Controlador de velocidade eletrônica, usado para controlar a direção do fluxo de corrente para obter regulação precisa da velocidade e iniciar .

 

2. Princípio da operação: acionamento eletromagnético + controle eletrônico

O princípio operacional de motores sem escova é baseado na indução eletromagnética:

A bateria alimenta o ESC;

O Esc para alternar periodicamente a sequência de energização das bobinas do estator de acordo com o sinal de controle;

Quando a bobina é energizada, é formado um campo magnético rotativo, que atrai ou repele os ímãs permanentes no rotor;

O rotor gira com o campo magnético, acionando o eixo do motor e as lâminas para girar, gerando elevador;

Todo o processo não requer escovas mecânicas e depende do controle eletrônico para obter rotação, o que é mais eficiente e menos propenso a desgaste .

 

3. Por que o design sem escova é importante?

Comparados com os motores escovados tradicionais, os motores sem escova eliminam as escovas de carbono e a estrutura do comutador, o que traz várias vantagens importantes:

Vida mais longa: sem peças de contato mecânico, reduzindo o desgaste;

Maior eficiência: menos perda de energia e resposta mais rápida;

Ruído inferior: o processo de operação é silencioso e suave;

Manutenção mais fácil: não há necessidade de substituir regularmente escovas de carbono ou limpar as rascunhos .

 

Esta é uma pergunta que muitos iniciantes ou novos usuários do setor costumam fazer: "O motor de um drone é CC ou CA?"

 

Resposta clara: Os drones convencionais utilizam motores CC sem escovas (BLDC)

Atualmente, mais de 95% dos drones multirrotores e de asa fixa no mercado são equipados com motores CC sem escovas (BLDC),em vez dos tradicionais motores CA (motores CA).

Observação: Algumas máquinas de brinquedo de baixo custo e plataformas experimentais ainda podem utilizar motores com escovas ou outros tipos, portanto, a declaração "100%" não é utilizada.

 

Embora este motor tenha "CC" no nome, seu método de acionamento é mais parecido com "CA simulada": ele utiliza uma fonte de alimentação CC (como uma bateria de lítio) como energia e utiliza um controlador eletrônico de velocidade (ESC) para converter a energia CC em corrente trifásica que é comutada em sequência, formando assim um campo magnético rotativo para acionar a rotação do rotor.

Observação: Embora digamos "CA simulada", o motor CC sem escovas (BLDC) não utiliza CA real. Ele utiliza um controlador eletrônico de velocidade (ESC) para alternar a direção e a sequência da corrente em três conjuntos de bobinas, formando um campo magnético em rotação contínua, acionando assim o rotor. A fonte de energia ainda é essencialmente CC, por isso é classificado como um "motor CC".

 

Por que não usar motores CA

Embora os motores CA (como motores de indução e motores síncronos) sejam muito comuns em cenários industriais, eles não são adequados para uso em drones pelos seguintes motivos:

Dimensões de comparação	Motor DC sem escova (BLDC)	Motor CA.
Fonte de energia correspondência	Adapte -se diretamente aos sistemas de fonte de alimentação DC, como baterias de lítio	Requer energia CA ou inversor, baixa portabilidade
Peso volumétrico	Pequeno e leve, adequado para cargas de vôo	Geralmente grande e pesado
Controle de velocidade	Fácil de controlar com precisão a velocidade e a direção	O controle é complexo e a velocidade de resposta é lenta
Eficiência energética e geração de calor	Alta eficiência, baixa geração de calor	Eficiência energética relativamente baixa e requisitos de dissipação de calor altos
Cenário de aplicação	Drones, ferramentas elétricas, equipamentos de modelo, etc .	Equipamentos industriais, eletrodomésticos, ocasiões fixas

 

BLDC é uma "solução DC" mais adequada para drones

Use baterias ➜ fonte de energia é DC

Use ESC ➜ A lógica de controle é altamente digital

Modo de operação ➜ Simule a comutação trifásica, mas a essência ainda é um sistema DC

Portanto, desde o método da fonte de alimentação, o método de controle até o cenário de uso, o motor DC sem escova é sem dúvida o tipo de motor mais adequado para plataformas de voo UAV .

 

Neste artigo, você aprendeu que o motor CC sem escovas (BLDC) é o sistema de energia mais comum e ideal para as plataformas de drones atuais, com múltiplas vantagens, como alta eficiência, longa vida útil e baixo ruído.

 

Se você procura um motor com alto desempenho, alta confiabilidade e adaptabilidade a uma variedade de cenários de voo, a série de motores para drones VSD será a escolha ideal.

 

Nosso foco é a pesquisa, o desenvolvimento e a fabricação de motores de rotor externo sem escovas de alto desempenho. Nossos produtos têm sido amplamente utilizados em drones de corrida, plataformas de fotografia aérea com múltiplos rotores, drones de levantamento e inspeção de nível industrial, etc. As principais vantagens incluem:

Cobertura de faixa de tensão completa: suporta múltiplas plataformas de tensão de 4S a 12S;

 

Valores de kV elevados: de 380 kV a 2400 kV, considerando tanto a resistência quanto a capacidade de carga máxima;

 

Design com alta relação empuxo-peso: o empuxo máximo pode chegar a 9 kg, atendendo aos requisitos de cenários de carga pesada;

 

Soluções completas de suporte: Fornece sugestões de seleção de ESC, dados de teste de suporte e suporte técnico de acoplamento;

 

Suporte à personalização: Serviço OEM/ODM para adaptação à sua estrutura, parâmetros e requisitos de desempenho.

 

VSD Recomendação de Modelo Motor Popular

Modelo	Faixa de valor KV	Potência máxima	Impulso máximo	Cenários de aplicação típicos
5315 Motor do drone	380kv	4257W	9034g	UAV multi-rotor de grau industrial, UAV de grande carga
4720 Motor de drone	420kV	3037W	7232g	Fotografia aérea multi-rotor e plataforma de levantamento e mapeamento comercial
3115 Motor do drone	900–1520kV	1617W	4185g	Fotografia aérea de tamanho médio e plataforma de vôo flexível
2306 Motor do drone	1800–2400kV	901W	1683g	Drones de cross-country, drones leves de corrida
2808 Motor do drone	1300–1950kV	1623.5W	2910g	Plataforma de fotografia aérea de aeronaves multi-rotores/competitiva
2207 Motor de drone	1960KV	902W	1702g	FPV Racing Drone
2812 Motor do drone	900kV	1010W	2710g	UAV de carga média, plataforma de fotografia aérea de baixo ruído
2807 Motor do drone	1350-1750kV	1436W	2728g	Plataforma de vôo pequeno e multiuso

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