Quadcóptero VIII: Motores brushless

Hoy, por fin, me han llegado los motores que pedí en hobbyking.com. Como ya comenté, son unos hexTronik 24gram Brushless Outrunner 1700kv (las características principales también están explicadas aquí). Los motores en cuestión tienen buena pinta:

Motores y hélices

Los motores son Brushless (es decir, sin escobillas). Los motores, en general, siempre se dividen en dos partes:

  • El rotor: la parte que gira.
  • El estator: la estructura que está fija y contiene al rotor.

Habitualmente, los motores eléctricos tienen imanes en el estator y bobinas en el rotor. Al hacer pasar corriente eléctrica por las bobinas se consigue el movimiento (utilizando el principio de la fuerza de Lorentz: una fuerza que aparece con la interacción de un campo magnético y un campo eléctrico). Esto implica que la corriente tiene que llegar al rotor de alguna manera. Esto se consigue mediante el uso de escobillas (contactos eléctricos entre el rotor y el estator).

Los motores Brushless, como los que voy a usar en el quadcóptero, funcionan al revés: tienen los imanes en el rotor y las bobinas en el estator. Esto elimina las escobillas (y por tanto aumenta la eficiencia y la vida del motor), pero dificulta su control (ya que se necesita un control electrónico preciso). En la siguiente imagen se pueden apreciar la posición de los imanes (cuadraditos grisáceos) y de las bobinas (hilo de cobre):

Detalle del motor

Para el correcto funcionamiento de este tipo de motor es necesario alimentarlo con una corriente trifásica (bien senoidal, bien trapezoidal). Para ver más información, está muy bien un documento colgado en Microchip al que se puede acceder desde aqui. Allí aparece, entre otras cosas, la corriente necesaria para alimentar el motor que venía comentando:

Alimentacion brushless

También me han llegado las hélices, que miden unos 15cm de diámetro. Estas serán las que marcarán definitivamente el tamaño del quadcóptero:

Detalle hélices

Es interesante el hecho de que de las seis hélices que contenía el pack, tres son dextrógiras y tres levógiras (es decir, están diseñadas para girar en sentido contrario). En principio utilizaré dos de cada para evitar que el quadcóptero gire sobre sí mismo.

Quadcóptero VI: Motores y hélices

He estado mirando sitios en los que conseguir motores y hélices, y al final me he decido por comprarme 4 motores hexTronik 24gram Brushless Outrunner 1700kv y un pack de hélices 6050SF & R6050SF.

Los motores tienen las siguientes características:

  • Deben ser alimentados con 7.2 V, con corriente trifásica, ya que son motores Brushless.
  • Tienen una RPM/v de 1700. Esto quiere decir que sin carga (sin hélices ni nada) giran a 1700 RPM (revoluciones por minuto) por cada voltio que se le aplica.
  • Pesan 24g cada uno.

Se recomienta que el RPM/v del motor sea el menor posible, ya que así se consume menos energía y produce menos vibraciones (que debemos evitar para obtener lecturas correctas de los sensores de estabilización). Este en concreto no tiene un valor muy bajo (1700 no es demasiado bajo… ya que existen motores con 750 RPM/v). No obstante, su precio, su peso, y el hecho de que necesiten 7.2V me ha hecho decantarme por este modelo.

Las hélices, por su parte, tienen las siguientes características:

  • Tal y como dice su nombre (6050), son hélices 6×5. Esto es, tienen 6 pulgadas de diámetro y 5 de paso (en inglés, blade pitch o simplemente pitch)
  • Pesan unos 5g cada una.

Si ponemos nuestra hélice horizontalmente paralela al suelo, el paso se define como la distancia en vertical que recorrería en una vuelta completa si girara en un sólido. Puede que el concepto de ángulo de paso (pitch angle) ayude a comprender de qué se trata:

Imagen explicativa sobre el pitchNo son hélices de gran calidad, por lo que quizás habrá que compensarla un poco para evitar vibraciones. Esto se puede hacer fácilmente colocando gotitas de pegamento en los extremos de las mismas o simplemente cortando trocitos que no alteren demasiado la aerodinámica.

Ahora solo falta esperar a ver cuando llegan…