BLDC-Motor mit hohem Drehmoment und niedriger Drehzahl

Warum sollte ein 150-kV-Motor mit 5 Ohm mehr Drehmoment haben als ein 87-kV-Motor mit 6,5 Ohm?

Wie Ihre Forschung gezeigt hat, ist Kt (Drehmomentkonstante) die Umkehrung von Kv (Geschwindigkeitskonstante). Daher sollte ein 150-kV-Motor bei gleichem Strom 150/87 = 1,72-mal weniger Drehmoment haben als ein 87-kV-Motor. Bei 5 Ω gegenüber 6,5 Ω sollte es jedoch 6,5/5 = 1,3-mal mehr Strom beim Stillstand ziehen, also sollte es bei derselben Spannung 1,72 / 1,3 = 1,32-mal weniger Drehmoment oder 76 % des Drehmoments des 87-kV-Motors haben.

Ich habe es gemessen und es stellt sich heraus, dass es tatsächlich etwas niedriger ist. Enttäuschend.

Das kann mehrere Gründe haben, z. Kv-Spezifikationsfehler, Drehmomentwelligkeit (variiert je nach Rotorwinkel), Widerstandsfehler, unterschiedliche Antriebsspannung oder Wellenform, Drehmomentmessfehler. Mit nur 24 % Unterschied würde es nicht viel brauchen, um diesen theoretischen Vorteil zunichte zu machen (einige der kleinen „Hobby“-Motoren, die ich getestet habe, hatten Kv-Werte, die bis zu 18 % höher oder niedriger als die Spezifikation gemessen wurden).

Außerdem ist es doppelt so groß wie FeyiuTech.

Ein Problem bei Gimbal-Motoren besteht darin, dass sie mit einem Wirkungsgrad von 0 % „laufen“, sodass die gesamte verbrauchte Energie als Wärme abgeführt werden muss. Ein physikalisch größerer Motor sollte kühler bleiben und das volle Drehmoment besser aufrechterhalten, da sich die Wicklungen nicht so stark erwärmen (Kupfer hat einen positiven Temperaturkoeffizienten, sodass der Widerstand zunimmt und das maximale Drehmoment abnimmt, wenn die Temperatur steigt). Wenn die Wicklungen zu heiß werden, können sie ihre Isolierung abbrennen und kurzschließen oder die Magnete kochen und sie zu Müll machen.

Ein Motor mit einem Stator mit 28 mm Durchmesser wird wahrscheinlich nicht annähernd so viel Dauerleistung verarbeiten können wie einer mit einem 40 mm Stator. Obendrein verbraucht das FeyiuTech (theoretisch) 30 % mehr Strom. Bei 11,1 V sollte er ~25 Watt ziehen, was für einen kleinen Motor viel ist.

Ich konnte nirgendwo ähnliche Motoren finden. Sie sind entweder zu groß oder haben unzureichende Bewertungen.

Wahrscheinlich, weil Ihr Motor für das, was Sie von ihm erwarten, tatsächlich nicht ausreichend ausgelegt ist. Es kann nur so viel getan werden, um mehr Drehmoment aus einem Motor herauszuholen. Mehr Windungen erzeugen mehr Magnetkraft, erhöhen aber den Widerstand. Mehr Pole reduzieren den magnetischen Abstand, machen aber die Statorarme kleiner, sodass sie nicht so viele Windungen machen können. Gimbal-Motoren versuchen, die größtmögliche Polzahl zu haben. Danach ist der Hauptbegrenzungsfaktor die Verlustleistung, sodass die ultimative Lösung für mehr Drehmoment ein größerer Motor ist.

Warum sollte ein 150-kV-5-Ohm-Motor mehr Drehmoment haben als ein 87-kV-6,5-Ohm-Motor?

Nun, der 87-kV-Motor hat einen höheren Widerstand, und bei einer bestimmten Versorgungsspannung muss der Strom geringer sein als bei der 5-Ohm-Version, und daher wäre das Drehmoment natürlich geringer. Das Drehmoment ist proportional zum entnommenen Strom. Mehr Drehmoment bedeutet mehr Stromaufnahme. Messen Sie den Strom und vergleichen Sie dann die Drehmomente.

Wo kann ich einen solchen Motor kaufen?

Das ist eine Off-Topic-Frage, aber ich wünsche Ihnen viel Glück bei Ihrer Suche.

150 kV bedeutet 150 U/min/V. 87Kv bedeutet 87 U/min/v . Es ist eine Spannungskonstante des Elektromotors. Die Drehmomentkonstante Kt [Nm/A] ist ebenfalls wichtig, sie sagt Ihnen, wie viel Drehmoment der Motor bei einer bestimmten Stromstärke abgeben wird. Diese beiden Konstanten (Spannung und Drehmoment), wie hier in dieser Antwort erwähnt, mit ihren jeweiligen Einheiten sind umgekehrt proportional. Höherer Kv bedeutet niedrigeres Drehmoment pro Ampere.

Es sei darauf hingewiesen, dass diese Konstanten unabhängig von der Motorgröße sind.

Das Nenndrehmoment ist ein Produkt aus Nennstrom und Kt. Der Nennstrom hängt von der Motorgröße und der Kühlleistung ab.

Warum sollte ein 150-kV-Motor mit 5 Ohm mehr Drehmoment haben als ein 87-kV-Motor mit 6,5 Ohm?

Dies könnte teilweise zutreffen, wenn Sie das Drehmoment im Stillstand gemessen haben. Sie müssen die Spannung erhöhen, damit der Strom in beiden Motoren gleich ist, um den korrekten Kt bestimmen zu können.

Wo kann ich einen solchen Motor kaufen? Ich konnte nirgendwo ähnliche Motoren finden. Sie sind entweder zu groß oder haben unzureichende Bewertungen. Woher bekommen Unternehmen solche Custom-Motoren?

Habe keine Ahnung, aber ich würde dir raten nur Motoren zu kaufen die ein Datenblatt haben. Hier ist ein Beispiel (mit freundlicher Genehmigung von Ali Express): Sehen Sie, die wertvollsten Informationen sind Nennstrom, Kv, Kt, Trägheit, maximale Spannung, maximaler Strom.

Beispielbild des Motors:

Wenn Sie einen Motor haben, der physisch und leistungsmäßig die richtige Größe hat, ihn aber optimieren möchten, um bei niedrigeren Drehzahlen mehr Drehmoment abzugeben, würden Sie den Stator mit mehr Windungen von Draht mit kleinerem Durchmesser zurückspulen. Dies würde den Kv des Motors senken. Der Statorwiderstand steigt ebenfalls (längerer und schmalerer Draht hat mehr Widerstand).

In einem bestimmten Motor ist nur begrenzt Platz für Kupferdraht. Unabhängig vom Drahtdurchmesser möchten Sie immer den gesamten verfügbaren Raum mit Kupfer füllen, um die Stromdichte im Draht so gering wie möglich zu halten. Daher hat eine Änderung des Kv keinen großen Einfluss auf die Motoreffizienz, vorausgesetzt, das Gesamtkupfer in der Wicklung ist ungefähr gleich. Natürlich gibt es Grenzen, wie weit Sie gehen können, da der Drahtdurchmesser irgendwann zu klein wird, um praktikabel zu sein.

Kv an sich sagt Ihnen nicht viel über einen Motor aus. Man kann sehr unterschiedliche Motoren bauen, die den gleichen Kv haben. Aber wenn Sie zwei Motoren mit identischen Rotoren, identischer Statorgeometrie und identischem Kupferfüllfaktor haben, dann sagt Ihnen der Vergleich verschiedener Kv viel aus.