1有刷 vs 无刷
FPV无人机用两种电机:有刷和无刷。现代FPV几乎全用无刷,有刷只在微型1S Whoop里见得到。
| 有刷电机 | 无刷电机 | |
|---|---|---|
| 旋转部分 | 线圈(定子转) | 磁体(电机bell转) |
| 线数 | 2根线 | 3根线+ESC |
| 寿命 | 电刷磨损,几天到几周 | 无电刷,能用几年 |
| 效率 | 低,发热大 | 高,发热小 |
| 功率 | 小,适合微型 | 大,1S到12S |
| 成本 | 便宜 | 贵一些 |
| 用途 | 微型Whoop(65-75mm) | 所有2寸以上FPV |
2无刷电机内部结构
无刷电机拆解:定子(绕组)+ 电机bell(磁体),标注宽度/高度/轴承/轴
| 部件 | 作用 |
|---|---|
| 定子(Stator) | 固定部分,铜线绕组通电产生磁场 |
| 绕组(Windings) | 铜漆包线绕在定子极上,通电生磁 |
| 永磁体(Magnets) | 粘在电机bell内侧,与定子磁场作用旋转 |
| 电机bell | 外壳,铝合金,保护磁体和绕组,有些像风扇散热 |
| 轴(Shaft) | 连接bell,传递扭矩到桨 |
| 轴承(Bearing) | 支撑bell旋转,减少摩擦 |
电机定子特写:铜漆包线整齐绕在金属叠片极上
3电机命名规则
无刷电机型号是4位数字 AABB:
- AA = 定子宽度(直径),单位mm
- BB = 定子高度,单位mm
| 型号 | 定子尺寸 | 用途 |
|---|---|---|
| 1103 | 11mm宽 × 3mm高 | 牙签机/1S Whoop |
| 1404 | 14mm宽 × 4mm高 | 2寸/3寸小机 |
| 1806 | 18mm宽 × 6mm高 | 3寸/4寸 |
| 2207 | 22mm宽 × 7mm高 | 5寸花飞主流 |
| 2306 | 23mm宽 × 6mm高 | 5寸竞速/花飞 |
| 2506 | 25mm宽 × 6mm高 | 6寸/7寸远航 |
有刷电机命名也类似
有刷电机型号也是4位数字,但前两位是直径(如60=6mm),后两位是高度(如15=15mm)。如7020 = 7mm直径 × 20mm高。
4KV值是什么
KV = 空载时每加1V电压,电机转多少RPM(转/分钟)。
例:2300KV电机 + 3S电池(12.6V)= 空载约 2300 × 12.6 = 28980 RPM。
KV不是功率
KV高不等于推力大。KV只是说转得快不快。KV和扭矩是两回事——扭矩看定子体积。高KV配小桨,低KV配大桨,这是基本原则。
KV由什么决定
- 绕线圈数:圈数越少→电阻越低→KV越高
- 铜线粗细:线越粗→电阻越低→KV越高,能扛更大电流
- 磁体强度:磁体越强→KV越高
高KV的代价
高KV电机电阻小、电流大、发热高。高KV配大桨=电机拼命转但转不动=大电流=烧电机。一定要按电池S数和桨尺寸选KV。
5定子尺寸与扭矩
定子体积越大,扭矩越大,能驱动更重的桨。定子体积 = π × (宽度/2)² × 高度。
宽定子 vs 高定子
| 宽定子(矮胖) | 高定子(瘦高) | |
|---|---|---|
| 惯性 | 大(质量离轴远) | 小 |
| 响应 | 慢,转速变化不灵敏 | 快,指哪打哪 |
| 散热 | 好(表面积大) | 一般 |
| 轴承 | 大轴承,寿命长 | 小轴承 |
| 适合 | cinewhoop/航拍/重载 | 竞速/花飞 |
T-Motor P2306:23mm定子宽度,5寸花飞主流尺寸
6推力要求
选电机前先算推力要求。总推力至少是飞机重量的2倍。
- 航拍/巡航:推力/重量比 3:1 ~ 4:1
- 花飞:推力/重量比 5:1 以上
- 竞速:推力/重量比 10:1 ~ 14:1
例:1kg飞机 → 4个电机总推力至少2kg → 每个电机至少500g推力。
7尺寸选择对照表
按机架大小选电机(假设4S电池):
| 机架轴距 | 桨尺寸 | 电机型号 | 推荐KV |
|---|---|---|---|
| ≤150mm | 3寸以下 | 1105-1306 | 3000KV+ |
| 180mm | 4寸 | 1806 / 2204 | 2600-3000KV |
| 210mm | 5寸 | 2205-2208 / 2305-2306 | 2300-2600KV |
| 250mm | 6寸 | 2206-2208 / 2306 | 2000-2300KV |
| 350mm | 7寸 | 2506-2508 | 1200-1600KV |
| 450mm | 8-10寸+ | 26XX+ | 1200KV以下 |
5寸4S经典搭配
5寸花飞机最经典的搭配:2207/2306电机 + 2400KV + 5寸桨 + 4S电池。这是经过多年验证的黄金组合。6S就降到1900-2000KV。
8小结
这一篇我们掌握了电机基础知识:
- 有刷vs无刷:无刷是现代FPV标准,有刷只在微型Whoop
- 内部结构:定子(绕组)+ 磁体(bell)+ 轴 + 轴承
- 命名规则:AABB = 定子宽度×高度mm
- KV值:空载每V转多少RPM,高KV配小桨低KV配大桨
- 定子尺寸:体积=扭矩,宽定子散热好,高定子响应快
- 推力:总推力至少2倍重量,花飞5:1竞速10:1+
- 尺寸对照:5寸用2207/2306+2400KV@4S
下一篇我们讲电机选择与搭配——2306 vs 2207对比、6S高KV电机、4S/6S同电机、桨/电机/电池重量对照表。