Por que os quadcopters usam motores sem escova

Estive pensando em iniciar um projeto de quadrotor, talvez construí-lo do zero. Uma das principais barreiras de entrada para mim são os motores: parece que a maioria dos quadcopters usa motores sem escova. Tenho alguma experiência com motores DC e usando sinais PWM para regular a velocidade, mas não tenho experiência com motores sem escova. Pelo que entendi, os motores sem escova são mais caros do que o motor DC típico que eu usaria em um robô terrestre e também exigem controladores eletrônicos de velocidade (ESCs), que parecem torná-los (da minha perspectiva) ainda mais caros e mais complicados usar.

Então, minha pergunta: o que há nos motores sem escova que os tornam úteis em um quadcopter? É mais torque, menos peso, algo a ver com eficiência? E seria significativamente mais difícil (ou até possível) obter elevação usando motores de corrente contínua?

A maioria dos motores de quadcópteros são ultrapassados. Nos motores outrunner, a parte rotativa fica do lado de fora, e não do lado de dentro (em oposição aos motores do inrunner). Devido a esse layout, esse tipo de motor pode gerar muito mais torque. Um torque alto é necessário para os quadcopters, pois você equilibra alterando as rotações do motor. Quanto maior o seu torque, mais rápido você pode alterar a velocidade de suas hélices. Alto torque também significa que você não precisa de uma caixa de velocidades e economiza muita massa. Os superadores não são muito práticos para a comutação escovada, pois exigiria muitos fios e contatos adicionais. Portanto, a maioria dos outrunners não tem escova.

Os motores sem escova são muito mais poderosos em termos de peso do que os motores escovados disponíveis, e duram mais.

A relação potência / peso é rei em uma aeronave.

Para os menores (e mais baratos) multicópteros, os motores escovados CC estão bem em uso: http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=2009496 Eles são motores sem núcleo ¹ e têm muito pouca inércia, podem acelerar muito rapidamente e são perfeitamente adequados para PWM de alta frequência (nós os dirigimos com até 32kHz). Você pode obter mais de 3: 1 de potência: relação de peso em uma estrutura de 50W AUW sub. Dirigir esses motores é muito mais simples que um motor sem escova, você basicamente só precisa de um transistor e um capacitor.

Isso se aplica aos micro helicópteros; a tecnologia sem escovas ainda não alcançou essa categoria de peso. Provavelmente apenas uma questão de tempo. Os primeiros sistemas micro sem escova estão disponíveis, mas custam muitas vezes mais que os motores sem núcleo e ainda não oferecem mais desempenho.

Para quadriciclos maiores: sem dúvida, o brushless é o rei. Mas para os micro e nano-quads, é incrível ter esses motores baratos para travar com confiança;)

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