Come scegliere un motore brushless

[giagif1]

Originalmente inviato da veleno30

Ciao a tutti, visto che in questa sezione del forum, viene spesso chiesto come va scelto il motore giusto per un modello, ho pensato di fare una piccola "guida", per spiegare i criteri di scelta di un motore elettrico BL ( brushless). Ovviamente nel limite delle mie conoscenze.

I Kv
Prima di tutto, osservando i cataloghi dei rivenditori/produttori vedremo che il dato che ci viene proposto per distinguere motori diversi, adatti ad una determinata classe di eli sono i Kv, quindi vediamo di capire cosa sono prima di tutto:
I Kv ( kilo-Volt) si riferiscono ai giri sviluppati dal motore per ogni volt, es. 3.500 Kv significa 3'500 rpm per ogni volt di alimentazione, per convenzione i Volt si riferiscono ad un valore nominale di 3.7 volt per cella.
I Kv rappresentano un valore NOMINALE , perchè sono relativi ai giri ottenuti con il motore senza carico, quindi, non è possibile determinare i giri di rotazione del rotore EFFETTIVI partendo dai Kv demoltiplicando il rapporto corona/pignone o meglio, è possibile solo determinare i regime nominale, in assenza di carico, il carico applicato al motore farà inevitabilmente diminuire il regime di rotazione effettivo.

Come variano i Kv?
A seconda del numero si spire sugli avvolgimenti avremo un assorbimento differente ed un rapporto Kv differente, se il numero di spire è minore aumentano gli Amper assorbiti ed i Kv, i costruttori propongono spesso lo stesso motore con avvolgimenti differenti, ad esempio :
Scorpion HKII-2221-8... 8 spire,3595 Kv, 45 A assorbimento max
Scorpion HKII-2221-6... 6 spire,4400 Kv, 52 A assorbimento max

La potenza
La potenza dei motori è espressa in Watt ed è data dal rapporto tra assorbimento ( Ampere) e tensione di alimentazione (Volt), prendendo come riferimento un valore nominale per cella ( in genere 3.7V, ma non necessariamente), quindi un motore con più Kv e maggiori assorbimenti sarà anche più potente.

La tensione
Spesso i motori BL possono essere alimentati da un numero diverso di celle, troveremo un dato tra le caratteristiche " 2S,3S,4S,ecc" quindi potremo decidere se usare il nostro motore con un numero di celle differenti, non bisogna dimenticare che i Kv sono riferiti ai Volt di alimentazione, quindi se si decide di usare una batteria con una cella in più, andra scelto un motore con Kv inferiori, ad esempio un motore da 4000 Kv alimentato 3S (11.1V) sviluppa gli stessi giri di un motore da 3000 Kv alimentato 4S (14.8V).
Voglio precisare, come si può facilmente dedurre, che la qualità delle lipo, ha un peso determinante sulle performances del motore, che partono da un voltaggio di 4.2 V per cella da cariche, comportandosi in modo differente durante la scarica a seconda della qualità delle celle.

Come scegliere i Kv "giusti"
Appurato a cosa si riferiscono questi dati è il momento di parlare di come si sceglie un motore BL tra i vari disponibili, la risposta è banale : vanno impiegati il minore numero di Kv possibili per le proprie esigenze, ovviamente va approfondita ed il discorso diventa più complesso, ma chiarisco subito a cosa mi riferisco con " minor numero di Kv", come abbiamo visto avere più Kv significa avere maggior assorbimento, quindi sostanzialmente volare meno tempo, per questa semplice ragione è meglio non usare un motore che va oltre ne necessità soggettive.
Bisogna anzitutto porsi delle domande : che tipo di volo fate? come verrà impiegato il modello? inoltre, che batterie/regolatore abbinate al motore? quanto pesa il modello in ODV (ordine di volo)?
è necessario analizzare altri aspetti per rispondere a queste domande:

Scelta del pignone e Kv
Come sappiamo è possibile abbinare al motore differenti pignoni, che ovviamente incidono sulla velocità del rotore, il regime di rotazione ideale di uno specifico modello è relativo alla dimensione delle pale, quindi alla classe del modello, avendo una velocita periferica differente: più il modello è piccolo, maggiore sarà la velocità necessaria al rotore per avere un giusto compromesso tra stabilità e reattività ( aumentando il regime di rotazione l'eli diventa più stabile, ma più reattivo ).
Esistono online molti programmi che consentono di calcolare la velocità impostando pignoni differenti ( es : RC Helicopter Headspeed Calculator | ReadyHeli.com ) oppure si può naturalmente armeggiare con la calcolatrice:
Kv*Volt/ (corona/pignone) ad esempio un motore da :
3700 (Kv)*11.1 (V, 3S)/ ( 150 (denti corona)/(*)13 ( pignone)=3559 giri rotore NOMINALI, va ricordato che questi NON sono i giri effettivi del rotore sotto carico ( in volo).
Comunque possiamo vedere che un motore da 3700Kv con pignone da 13 denti sviluppa un regime simile ad un motore da 4400Kv con pignone da 11 denti (3582), qual è la differenza ? i consumi ! Come abbiamo visto nell'esempio dei motori scorpion il motore con 4400Kv assorbe 52A contro i 45del 3595 Kv, questo ridurrà inevitabilmente i tempi di volo.
Ovviamente scegliere un motore con meno Kv comporta anche un calo della potenza, quindi diminuisce il limite di quanto possiamo chiedere al nostro BL, se ad esempio desideriamo un modello molto reattivo, dunque usiamo un pignone grande per avere un regime di rotazione elevato unito all'intenzione di usare molto passo ( quindi molto carico) per un volo acrobatico, un motore di Kv bassi si "siede" e scalda molto, fino a dannegiarsi, lo stesso discorso può valere per una riproduzione, in fusoliera, inevitabilmente con un peso elevato rispetto alla sola "canopy".
Per queste ragioni diventa determinante quale sarà l'uso che farete del modello ed il tipo di volo relativo alla vostra esperienza.

Conclussioni
Determinare con precisione il motore PERFETTO per le vostre esigenze ed il modello, richiede dei test e degli strumenti, è necessario poter rilevare il regime di rotazione effettivo e misurare gli assorbimenti, parlando di perfezione in termini assoluti.
Tuttavia un ottimo approccio è quello di chiedere ed ascoltare i pareri di persone che hanno maturato una certa esperienza con un determinato modello, valutando le configurazioni che usano, se ad esempio molte persone, esperte, hanno appurato che il diffusissimo T-rex 450 da ottimi risualtati con il motore da 3700Kv abbinato ad un pignone 13T, potete credere che impiegare un motore da 4400Kv è superfluo se non per usi molto, molto specifici. In altre parole è come usare una macchina da corsa per andare a fare la spesa, non è solo inutile... è controproducente, anzi è bene valutare che se siete principianti e state usando il vostro 450 per imparare, avrete le prestazioni che vi servono con un motore da 3400 Kv, volando per più tempo.

Avevo provato a fare due conti per capire che ma non mi trovavo con i giri.....e se non ho interpretato male la formula per calcolare i giri, allora bisogna moltiplicare per 13 e non dividere....

[Paolo Gx]

Originalmente inviato da giagif1

Avevo provato a fare due conti per capire che ma non mi trovavo con i giri.....e se non ho interpretato male la formula per calcolare i giri, allora bisogna moltiplicare per 13 e non dividere....

Guarda bene le parentesi...

[Woodoo]

Ottimo Veleno, ottimo davvero...

[giagif1]

Originalmente inviato da Paolo Gx

Guarda bene le parentesi...

Perdonami non capisco bene forse interpreto male
questo e' quello che riporta il testo

---Kv*Volt/ (corona/pignone) ad esempio un motore da :
---3700 (Kv)*11.1 (V, 3S)/ ( 150 (denti corona)/13 ( pignone)=3559 giri rotore

credo che la formula vada scritta cosi altrimenti i conti continuano a non tornare

****** Kv * Volt /corona * pignone) ******

ciao gianluigi

[giagif1]

Originalmente inviato da giagif1

Perdonami non capisco bene forse interpreto male
questo e' quello che riporta il testo

---Kv*Volt/ (corona/pignone) ad esempio un motore da :
---3700 (Kv)*11.1 (V, 3S)/ ( 150 (denti corona)/13 ( pignone)=3559 giri rotore

credo che la formula vada scritta cosi altrimenti i conti continuano a non tornare

****** Kv * Volt /corona * pignone) ******

ciao gianluigi

OK ci sono arrivato anche io .... almeno spero

[Paolo Gx]

Originalmente inviato da giagif1

(1) - Kv * Volt / (corona / pignone)

(2) - Kv * Volt / corona * pignone

Scusami se rispondo solo adesso.
Abbiamo detto che Kv*Volt sono i giri del motore.
Le due espressioni di sopra sono equivalenti. La mia battuta sulle parentesi, era per dire che l'operazione che ci sta in mezzo va eseguita per prima.
Nella (1) devi percio' dividere subito i denti della corona per quelli del pignone, in questo modo ottieni il rapporto di riduzione della coppia pignone-corona. Poi dividi i giri del motore per tale rapporto di riduzione.
Nella (2) dividi i giri del motore per i denti della corona poi moltiplichi il risultato per i denti del pignone.
E' un procedimento diverso ma il risultato e' lo stesso, cambia solo la forma che e' concettualmente piu' corretta nel modo indicato da veleno con le parentesi.

[giagif1]

Originalmente inviato da Paolo Gx

Scusami se rispondo solo adesso.
Abbiamo detto che Kv*Volt sono i giri del motore.
Le due espressioni di sopra sono equivalenti. La mia battuta sulle parentesi, era per dire che l'operazione che ci sta in mezzo va eseguita per prima.
Nella (1) devi percio' dividere subito i denti della corona per quelli del pignone, in questo modo ottieni il rapporto di riduzione della coppia pignone-corona. Poi dividi i giri del motore per tale rapporto di riduzione.
Nella (2) dividi i giri del motore per i denti della corona poi moltiplichi il risultato per i denti del pignone.
E' un procedimento diverso ma il risultato e' lo stesso, cambia solo la forma che e' concettualmente piu' corretta nel modo indicato da veleno con le parentesi.

Si si hai perfettamente ragione . . . era solo che non so per quale motivo la leggevo e la rileggevo ma non tenevo in considerazione le parentesi nonostante me lo avessi detto . . . . comunque una bella guida.....

grazie ciao

[Luca122131]

Grazie, ottima guida!

Una precisazione, kv non sono i kilo Volt, ma la costante di velocità espressa in [rpm/V].

[Paolo Gx]

Originalmente inviato da nicknack

Giusto due dati, dedotti a spanne dall'esperienza recente.

Avevo (erroneamente, ho poi capito) montato un motore da 4000kv sul mio HK450. Per stare sotto i 3000 giri rotore lo usavo al max all'80% con pignone da 11 e corona da 150. Avendolo dovuto smontare in seguito a una caduta ne ho approfittato per sostituirgli il motore con un 3700kv. Pignone e corona non sono cambiati, ma ho settato le curve del throttle per arrivare fino al 100%.

Le differenze:


motore.......................4000kv.........3700kv
throttle max.................80%............100%
giri rotore ipotetici.......~2900..........~2900
durata volo.................~9 min.........~11 min


Da notare che:
con il 4000, a fine batteria, erano caldi batteria, motore e esc, mentre con il 3700 la batteria è calda, ma esc e motore sono tiepidi

Le due prove non sono del tutto paragonabili perché nel frattempo sono scese parecchio le temperature esterne, ma questo dovrebbe soprattutto dare una sottostima sul tempo totale di volo con il 3700.

Il 3700 (turnigy tiphoon) ha anche una specie di ventola che lo dovrebbe raffreddare meglio del 4000... se può avere un'utilità reale

Il volo consisteva in hovering e volato normale (giri, otto, stall turn)... questi sono i miei limiti... e dopo la caduta ho anche più fifa di prima!!

Che messaggio ne traggo?
che, come si diceva qui e altrove, un 3700, anche spremuto un po' di più, consuma meno di un 4000 non sfruttato al 100%

Non so se l'informazione possa essere utile a qualcuno, ma a me ha fatto piacere avere un riscontro diretto in quei due minuti di volo guadagnati.

Ottima analisi nicknack!

Vorrei lo capisse anche l'ardente giovanotto che ha replicato cosi' al post nel quale affermavo la stessa cosa:
http://www.baronerosso.it/forum/elim...ml#post4507944

[psyco200]

Originalmente inviato da veleno30

Ciao a tutti, visto che in questa sezione del forum, viene spesso chiesto come va scelto il motore giusto per un modello, ho pensato di fare una piccola "guida", per spiegare i criteri di scelta di un motore elettrico BL ( brushless). Ovviamente nel limite delle mie conoscenze.

I Kv
Prima di tutto, osservando i cataloghi dei rivenditori/produttori vedremo che il dato che ci viene proposto per distinguere motori diversi, adatti ad una determinata classe di eli sono i Kv, quindi vediamo di capire cosa sono prima di tutto:
I Kv ( kilo-Volt) si riferiscono ai giri sviluppati dal motore per ogni volt, es. 3.500 Kv significa 3'500 rpm per ogni volt di alimentazione, per convenzione i Volt si riferiscono ad un valore nominale di 3.7 volt per cella.
I Kv rappresentano un valore NOMINALE , perchè sono relativi ai giri ottenuti con il motore senza carico, quindi, non è possibile determinare i giri di rotazione del rotore EFFETTIVI partendo dai Kv demoltiplicando il rapporto corona/pignone o meglio, è possibile solo determinare i regime nominale, in assenza di carico, il carico applicato al motore farà inevitabilmente diminuire il regime di rotazione effettivo.

Come variano i Kv?
A seconda del numero si spire sugli avvolgimenti avremo un assorbimento differente ed un rapporto Kv differente, se il numero di spire è minore aumentano gli Amper assorbiti ed i Kv, i costruttori propongono spesso lo stesso motore con avvolgimenti differenti, ad esempio :
Scorpion HKII-2221-8... 8 spire,3595 Kv, 45 A assorbimento max
Scorpion HKII-2221-6... 6 spire,4400 Kv, 52 A assorbimento max

La potenza
La potenza dei motori è espressa in Watt ed è data dal rapporto tra assorbimento ( Ampere) e tensione di alimentazione (Volt), prendendo come riferimento un valore nominale per cella ( in genere 3.7V, ma non necessariamente), quindi un motore con più Kv e maggiori assorbimenti sarà anche più potente.

La tensione
Spesso i motori BL possono essere alimentati da un numero diverso di celle, troveremo un dato tra le caratteristiche " 2S,3S,4S,ecc" quindi potremo decidere se usare il nostro motore con un numero di celle differenti, non bisogna dimenticare che i Kv sono riferiti ai Volt di alimentazione, quindi se si decide di usare una batteria con una cella in più, andra scelto un motore con Kv inferiori, ad esempio un motore da 4000 Kv alimentato 3S (11.1V) sviluppa gli stessi giri di un motore da 3000 Kv alimentato 4S (14.8V).
Voglio precisare, come si può facilmente dedurre, che la qualità delle lipo, ha un peso determinante sulle performances del motore, che partono da un voltaggio di 4.2 V per cella da cariche, comportandosi in modo differente durante la scarica a seconda della qualità delle celle.

Come scegliere i Kv "giusti"
Appurato a cosa si riferiscono questi dati è il momento di parlare di come si sceglie un motore BL tra i vari disponibili, la risposta è banale : vanno impiegati il minore numero di Kv possibili per le proprie esigenze, ovviamente va approfondita ed il discorso diventa più complesso, ma chiarisco subito a cosa mi riferisco con " minor numero di Kv", come abbiamo visto avere più Kv significa avere maggior assorbimento, quindi sostanzialmente volare meno tempo, per questa semplice ragione è meglio non usare un motore che va oltre ne necessità soggettive.
Bisogna anzitutto porsi delle domande : che tipo di volo fate? come verrà impiegato il modello? inoltre, che batterie/regolatore abbinate al motore? quanto pesa il modello in ODV (ordine di volo)?
è necessario analizzare altri aspetti per rispondere a queste domande:

Scelta del pignone e Kv
Come sappiamo è possibile abbinare al motore differenti pignoni, che ovviamente incidono sulla velocità del rotore, il regime di rotazione ideale di uno specifico modello è relativo alla dimensione delle pale, quindi alla classe del modello, avendo una velocita periferica differente: più il modello è piccolo, maggiore sarà la velocità necessaria al rotore per avere un giusto compromesso tra stabilità e reattività ( aumentando il regime di rotazione l'eli diventa più stabile, ma più reattivo ).
Esistono online molti programmi che consentono di calcolare la velocità impostando pignoni differenti ( es : RC Helicopter Headspeed Calculator | ReadyHeli.com ) oppure si può naturalmente armeggiare con la calcolatrice:
Kv*Volt/ (corona/pignone) ad esempio un motore da :
3700 (Kv)*11.1 (V, 3S)/ ( 150 (denti corona)/13 ( pignone)=3559 giri rotore NOMINALI, va ricordato che questi NON sono i giri effettivi del rotore sotto carico ( in volo).
Comunque possiamo vedere che un motore da 3700Kv con pignone da 13 denti sviluppa un regime simile ad un motore da 4400Kv con pignone da 11 denti (3582), qual è la differenza ? i consumi ! Come abbiamo visto nell'esempio dei motori scorpion il motore con 4400Kv assorbe 52A contro i 45del 3595 Kv, questo ridurrà inevitabilmente i tempi di volo.
Ovviamente scegliere un motore con meno Kv comporta anche un calo della potenza, quindi diminuisce il limite di quanto possiamo chiedere al nostro BL, se ad esempio desideriamo un modello molto reattivo, dunque usiamo un pignone grande per avere un regime di rotazione elevato unito all'intenzione di usare molto passo ( quindi molto carico) per un volo acrobatico, un motore di Kv bassi si "siede" e scalda molto, fino a dannegiarsi, lo stesso discorso può valere per una riproduzione, in fusoliera, inevitabilmente con un peso elevato rispetto alla sola "canopy".
Per queste ragioni diventa determinante quale sarà l'uso che farete del modello ed il tipo di volo relativo alla vostra esperienza.

Conclussioni
Determinare con precisione il motore PERFETTO per le vostre esigenze ed il modello, richiede dei test e degli strumenti, è necessario poter rilevare il regime di rotazione effettivo e misurare gli assorbimenti, parlando di perfezione in termini assoluti.
Tuttavia un ottimo approccio è quello di chiedere ed ascoltare i pareri di persone che hanno maturato una certa esperienza con un determinato modello, valutando le configurazioni che usano, se ad esempio molte persone, esperte, hanno appurato che il diffusissimo T-rex 450 da ottimi risualtati con il motore da 3700Kv abbinato ad un pignone 13T, potete credere che impiegare un motore da 4400Kv è superfluo se non per usi molto, molto specifici. In altre parole è come usare una macchina da corsa per andare a fare la spesa, non è solo inutile... è controproducente, anzi è bene valutare che se siete principianti e state usando il vostro 450 per imparare, avrete le prestazioni che vi servono con un motore da 3400 Kv, volando per più tempo.

Ho letto questa miniguida , molto utile sicuramente , ma ancora non ho chiaro se esiste un modo o una formula su come scegliere il motore per un determinato modello.
io faccio aeromodellismo , ma sarà lo stesso , dunque diciamo che io ho un modello in odv di circa 9.5kg volo tranquillo da riproduzione , come faccio ?? Esempio , devo scegliere trà questi motori

Turnigy Aerodrive SK3 - 6374-149kv Brushless Outrunner Motor (EU Warehouse)

Turnigy Aerodrive SK3 - 6374-168kv Brushless Outrunner Motor (EU Warehouse)


Turnigy Aerodrive SK3 - 6374-192kv Brushless Outrunner Motor (EU Warehouse)


Quale trà questi è più adatto? La differenza a questo punto la fà solamente il consumo di Ampère?
Ripeto , peso 9.5 kg circa e volo tranquillo ...
Grazie