Dlaczego quadkoptery używają silników bezszczotkowych?

Myślałem o rozpoczęciu projektu quadcoptera, a może zbudowaniu go od zera. Jedną z głównych barier wejścia dla mnie są silniki: wydaje się, że większość quadcopterów używa silników bezszczotkowych. Mam pewne doświadczenie z silnikami prądu stałego i z wykorzystaniem sygnałów PWM do regulacji prędkości, ale nie mam doświadczenia z silnikami bezszczotkowymi. Jak rozumiem, silniki bezszczotkowe są droższe niż typowy silnik prądu stałego, którego używałbym w robotach lądowych, a także wymagają elektronicznych kontrolerów prędkości (ESC), które sprawiają, że (z mojej perspektywy) są jeszcze droższe i bardziej skomplikowane używać.

Moje pytanie: co takiego jest w silnikach bezszczotkowych, które czynią je przydatnymi w quadkopterze? Czy to większy moment obrotowy, mniejsza waga, ma coś wspólnego z wydajnością? I czy byłoby znacznie trudniejsze (a nawet możliwe) uzyskanie wzrostu przy użyciu silników prądu stałego?

Większość silników quadcopterów wyprzedza. W silnikach najazdowych część obrotowa znajduje się na zewnątrz, a nie wewnątrz (w przeciwieństwie do silników najazdowych). Z powodu tego układu silniki tego typu mogą generować znacznie większy moment obrotowy. W przypadku quadkoptera wymagany jest wysoki moment obrotowy, ponieważ równowaga zmienia się przez zmianę obrotów silnika. Im wyższy moment obrotowy, tym szybciej można zmienić prędkość śmigieł. Wysoki moment obrotowy oznacza również, że nie potrzebujesz skrzyni biegów i oszczędzasz dużo masy. Outrunners nie są zbyt praktyczne w przypadku szczotkowanej komutacji, ponieważ wymagałoby to wielu drutów i dodatkowych kontaktów. Dlatego większość konkurentów jest bezszczotkowa.

Silniki bezszczotkowe mają znacznie większą masę niż dostępne silniki szczotkowe i działają dłużej.

Stosunek mocy do masy jest w samolocie królem.

W przypadku najmniejszych (i najtańszych) multoplotów silniki szczotkowe DC są dobrze używane: http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=2009496 Są to silniki bezrdzeniowe ¹ i mają bardzo małą bezwładność, mogą przyspieszać bardzo szybko i doskonale nadają się do PWM o wysokiej częstotliwości (napędzamy je do 32 kHz). Możesz osiągnąć stosunek mocy do masy większy niż 3: 1 na płatowcu poniżej 50 g AUW. Prowadzenie tych silników jest znacznie prostsze niż silnik bezszczotkowy, w zasadzie potrzebujesz tylko tranzystora i kondensatora.

Dotyczy to mikro-helikopterów, technologia bezszczotkowa nie nadrobiła jeszcze tej klasy wagowej. Prawdopodobnie tylko kwestia czasu. Dostępne są pierwsze mikroszczotkowe systemy, ale kosztują one wiele razy więcej niż silniki bezrdzeniowe i nie oferują jeszcze większej wydajności.

W przypadku większych quadów: bez wątpienia król jest bezszczotkowy. Ale dla mikro i nano-quadów to niesamowite, że te tanie silniki mogą rozbić się z pewnością;)

^{1 - http://www.pacificelectronicscorp.com/dccoreless.html}