Motores Brushless para drones, todo lo que necesitas saber

Motores Brushless para drones, todo lo que necesitas saber
31 marzo, 2016 Gago

Un motor brushless o motor sin escobilla, es el tipo de motor utilizado por los multirrotores para mover sus hélices. Su principal ventaja frente a los motores eléctricos de escobillas es que no se produce tanto desgaste en su funcionamiento como en estos últimos.

 

Interpretación de la nomenclatura de los motores brushless

Si nos enfrentamos a un motor de este tipo veremos que aparece una numeración que corresponde a sus características esenciales, y que va a definir de una manera clara su comportamiento y capacidades.

 

En el ejemplo de la foto tenemos un EMAX 2204-2300KV

Las cuatro primeras cifras se leen de dos en dos y  se corresponden con la longitud del motor (22 milímetros) y con su altura (04 milímetros).

Las cuatro siguientes cifras (2300KV) se corresponden con los KV o Kilo volt y se trata de la característica física que define la calidad de un motor.

 

Significado del valor KV

Este número depende de muchos factores:

  • Número de espiras
  • Diámetro del hilo de cobre utilizado en el bobinado.
  • Potencia de los imanes.
  • Geometría del motor.

 

El valor expresado en KV se refiere a la constante de revoluciones de un motor, en resumen, el número de revoluciones por minuto (rpm) que será capaz de ofrecernos cuando se le aplique 1V (un voltio) de tensión.  Nota: No confundir KV con kV (kilovoltio).

 

El fabricante expresa este valor calculándolo sobre un banco de pruebas que no es del todo real, ya que para realizar los cálculos no se utiliza ningún tipo de peso en el motor. Por tanto este valor no deja de ser en cierta manera teórico, y muy distinto al valor real obtenido cuando el motor está funcionando con una hélice.

 

Volviendo al motor del ejemplo, vamos a realizar un par de supuestos.

Con una batería 4s de 14.8v el valor teórico del motor es de 35520 rpm.

El resultado se obtiene de multiplicar el valor 2300KV x 14,8V

Con una batería 3s de 11.0v el valor teórico del motor es de 26640 rpm.

El resultado se obtiene de multiplicar el valor 2300KV x 11,0V

 ¿Cómo elegir un motor adecuado?

Aunque el número KV es un dato importante a la hora de evaluar el tipo de motor a elegir, debemos tener en cuenta que se trata de un dato más bien teórico. El rendimiento del motor dependerá en gran medida de la batería, los variadores instalados (ESC), el tipo de hélice, el peso del conjunto final que compone el drone, etc…

 

 

Un motor genera potencia, que es un concepto distinto al empuje. El empuje depende del tipo de hélice que estemos utilizando, y cada motor suele acompañarse de unas dimensiones recomendadas a utilizar.

Si elevamos el voltaje, o lo que es lo mismo, el número de celdas de la batería (S), estaremos consiguiendo más potencia, y por tanto la hélice realizará más empuje. Pero nada es gratis, aumentaremos en mucho el consumo eléctrico.

Una mala elección en relación entre dimensiones de hélice y potencia podría sobrecalentar el motor y poner en compromiso su rendimiento, hay que estudiar la curva de rendimiento del fabricante para tomar decisiones.

 

Tipos de KV y usos

KV Bajo

El número de espiras es mayor, por tanto, el hilo de cobre es más fino. El total de amperios que circulará por el motor es inferior a otros con KV más alto.

Recomendado para drones que necesiten mucho par y poca velocidad. Indicado para mover hélices de grandes dimensiones. Son motores menos vivos, muy suaves, con un menor consumo eléctrico.

KV Alto

El número de espiras es menor, por tanto, el hilo de cobre es más grueso. El total de amperios que circulará por el motor es superior a los de KV bajo.

Recomendado para drones de carreras, aparatos que necesitan poco par y mucha velocidad. Indicado para mover hélices de dimensiones pequeñas. Son motores muy vivos, con reacción muy violenta y gran consumo eléctrico.