Motory
Motory jsou jednou z nejdůležitějších součástí FPV dronu – převádějí elektrickou energii z baterie na mechanickou sílu, která otáčí vrtulemi a umožňuje let. V FPV dronech se používají bezkartáčové motory (brushless), které nabízejí vysokou účinnost, přesné řízení a dlouhou životnost díky absenci uhlíkových kartáčů. S kartáčovými DC motůrky se můžete setkat jen na některých levnějších Tinywhoopech.
Stavba motoru
Střídavý motor se skládá ze dvou hlavních částí – statoru a rotoru. Stator je nehybná část motoru, která je připevněná k rámu. Obsahuje vinutí (elektromagnety) na ocelovém jádru tvořeném z tenkých plechů, které zlepšují magnetickou účinnost. Vinutí je vyrobeno z mědi s tepelně odolnou izolací až do 180 °C. Stator také obsahuje ložiska.
Rotor (zvon motoru) je pohyblivá část, která nese permanentní neodymové magnety a hřídel. Zvon bývá zhotoven z odolných hliníkových slitin kvůli nízké hmotnosti a dobrému rozptylu tepla. Hřídel motoru bývá z tvrzené oceli nebo ze slitiny titanu pro snížení hmotnosti. Zajišťuje se ve statoru pomocí segrovky (pojistného kroužku) na spodní straně motoru, případně malým šroubem M2–M3, který rotor pevně fixuje. Toto uchycení zabraňuje vysunutí rotoru při nárazu nebo při prudké změně otáček.
Kvalitní motory používají přesná ložiska (např. NSK, NMB nebo EZO), lehké hliníkové zvony (7075), titanové hřídele a oblé magnety (N52H), které minimalizují vzduchovou mezeru mezi statorem a rotorem. Díky tomu mají menší ztráty, rychlejší odezvu a vyšší účinnost.
Označení a velikost motoru
Motory se označují čtyřmístným číslem, například 2306 nebo 2207. První dvě číslice udávají průměr statoru v milimetrech a druhé dvě výšku statoru. Velikost statoru určuje, jak velký objem statoru (mědi a magnetického pole) motor využívá – a tím i jeho točivý moment (torque).
Obecně platí, že čím větší má motor objem statoru (tedy celkový objem měděného vinutí a magnetického pole), tím vyšší točivý moment a výkon dokáže vyvinout – bez ohledu na to, zda jde o široký a nízký motor (např. 4108), nebo úzký a vysoký (např. 2817). S rostoucími rozměry však zároveň roste hmotnost, proudový odběr i celková spotřeba energie.
Hodnota Kv
Parametr Kv udává počet otáček motoru na jeden volt bez zátěže. Například motor 2300 Kv připojený na 4S baterii (16,8 V) má teoreticky až 38 640 ot./min. Vyšší Kv znamená vyšší otáčky, ale i vyšší proudový odběr a tím pádem kratší výdrž. Naopak motory s nižším Kv mají menší otáčky, ale lepší účinnost a delší dobu letu.
Správné sladění motoru, vrtule a baterie
Správná kombinace velikosti motoru, hodnoty Kv, vrtule a napětí baterie je zásadní pro dosažení optimálního letového projevu dronu. Rychleji se otáčející vrtule vyžaduje větší motor s vyšším točivým momentem, který dokáže překonat její odpor. Hodnota Kv se vždy volí ve vztahu k napětí baterie tak, aby motor dosahoval optimálních otáček, při nichž vrtule poskytuje požadovaný tah.
Motor musí být dostatečně výkonný, aby udržel tyto otáčky vrtule. Pokud zvolíte motor s příliš vysokým Kv nebo příliš malý stator, může docházet k přehřívání vinutí a poškození izolace. Naopak příliš velký motor nebo příliš nízké Kv povede k nevyužití potenciálu motoru a zbytečné hmotnosti. Cílem je rovnováha mezi výkonem, účinností a hmotností.
Tento přehled uvádí orientační kombinace pro běžné FPV drony:
| Velikost vrtule | Velikost motoru | Baterie a Kv | Typické použití |
|---|---|---|---|
| 31–40 mm (1,2–1,6″) | 0603 – 0802 | 1S: 19000 – 25000 Kv | TinyWhoop, indoor |
| 2″ | 1103 – 1106 |
2S: 11000 – 15000 Kv
3S: 7000 – 10000 Kv |
Micro freestyle, toothpick |
| 3″ | 1105 – 1404 |
3S: 5000 – 6000 Kv
4S: 3800 – 4800 Kv |
Mini drony |
| 4″ | 1404 – 2004 |
4S: 2500 – 3800 Kv
6S: 2000 – 2800 Kv |
Lehké freestyle a long-range drony |
| 5″ | 2205 – 2207 |
4S: 2300 – 2600 Kv
6S: 1700 – 2100 Kv |
Závodní a freestyle drony |
| 6″ | 2207 – 2806.5 |
4S: 2100 – 2300 Kv
6S: 1300 – 1800 Kv |
Cinematic freestyle |
| 7″ | 2506 – 2809 | 6S: 1100 – 1400 Kv | Long-range |
| 8″ | 2809 – 2814 | 6S: 1100 – 1300 Kv | Long-range, cine-lifter |
| 9″ | 2812 – 3110 | 6S: 900 – 1100 Kv | Long-range, cine-lifter |
| 10″ | 3110 – 3120 | 6S: 800 – 900 Kv | Long-range, cine-lifter |
Tento přehled slouží jako orientační vodítko – vždy ověřte proudový odběr konkrétních motorů a vrtulí pomocí thrust testů nebo doporučení výrobce.
Rozteče montážních děr
Motory se k ramenům rámu připevňují pomocí šroubů. Vzdálenost děr není klasická rozteč, ale průměr kružnice, na které se díry nachází. Nejběžnější velikosti:
- Φ 6,6 mm M1.4 – uchycení jen na 3 šroubky. Malé motory pro Tinywhoopy (0702, 0803)
- Φ 9 mm M2 – malé motory pro 2–3″ (1103, 1105, 1404)
- Φ 12 mm M2 – menší motory pro 3–4″ (1404, 1806, 2004)
- Φ 16 mm M3 – standard pro 5–6″ koptéry (2207, 2306, 2506)
- Φ 19 mm M3 – větší motory pro long-range drony (2807, 3115)
- Φ 30 mm M4 – velké motory pro 13–15″ (4214, 4320, 5315)
Typy uchycení vrtule
Pro upevnění vrtule k motoru existuje několik způsobů, které se liší podle průměru hřídele a konstrukce zvonu motoru. U nejmenších TinyWhoop motorů (např. 0703–0802) se vrtule nasazuje přímo na hladkou hřídel o průměru 0,8/1/1,5 mm – vrtule drží pouze třením. Malé motory (např. 1103–2004) obvykle používají hřídel o průměru 1,5 mm a systém uchycení se dvěma M2 šrouby s roztečí 5 mm, označovaný jako T-mount. Střední a větší motory (typicky 1507–3120) mají hřídel se závitem o průměru 5 mm, na kterou se vrtule upevňuje pomocí matice (tzv. prop nut). U velkých motorů pro 13–15″ vrtule se používá hřídel se závitem o průměru 6 mm. Největší průmyslové drony s vrtulemi o průměru 15–20″ pak využívají upevnění pomocí 2–4 šroubů M3 přímo do unašeče motoru.
Efektivita a výkon
Pro objektivní porovnání motorů se používají statické thrust testy, při kterých se měří tah (g), proud (A) a účinnost (g/W). Díky těmto testům lze určit, jak si motor povede s různými vrtulemi a bateriemi – což pomáhá najít optimální kombinaci pro konkrétní dron.
