Trong bối cảnh công nghệ drone đang phát triển nhanh chóng hiện nay, các phương tiện bay không người lái đã trở thành những công cụ không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm chụp ảnh trên không, hậu cần, nông nghiệp và ứng phó khẩn cấp. Trọng tâm của hiệu suất của mọi drone nằm ở hệ thống động cơ của nó, trong đó giá trị KV đóng vai trò là một thông số quan trọng cho cả những người đam mê và các chuyên gia khi lựa chọn hệ thống đẩy phù hợp.

Động cơ drone có thể được phân loại dựa trên các nguyên tắc hoạt động và thiết kế cấu trúc của chúng:

• Theo Nguyên tắc Hoạt động: Động cơ DC, động cơ AC, động cơ DC không chổi than (BLDC) và động cơ DC có chổi than
• Theo Cấu trúc: Động cơ Inrunner (rotor bên trong) và động cơ outrunner (rotor bên ngoài)

Một động cơ DC không chổi than điển hình bao gồm:

• Stator (cuộn dây điện từ)
• Rotor (nam châm vĩnh cửu)
• Vòng bi
• Vỏ
• Bộ điều khiển tốc độ điện tử (ESC)

Giá trị KV, được biểu thị bằng RPM trên volt (RPM/V), cho biết tốc độ quay mà động cơ đạt được trên mỗi volt được áp dụng trong điều kiện không tải. Ví dụ, một động cơ 1000KV về mặt lý thuyết sẽ quay ở tốc độ 10.000 RPM khi được cung cấp 10 volt.

Giá trị KV có thể được xác định thông qua:

• Kiểm tra không tải với việc tăng điện áp dần dần
• Phân tích hồi quy tuyến tính của dữ liệu điện áp-tốc độ
• Thiết bị kiểm tra động cơ chuyên dụng

Mối quan hệ cơ bản được biểu thị bằng:

RPM = KV × Điện áp

Ví dụ, một động cơ 2300KV với pin 14.8V về mặt lý thuyết sẽ đạt 34.040 RPM (2300 × 14.8). Lưu ý rằng tốc độ hoạt động thực tế thường thấp hơn 10-20% do các yếu tố tải.

Giá trị KV thể hiện mối quan hệ nghịch đảo với công suất mô-men xoắn:

• Động cơ KV cao: Cung cấp tốc độ lớn hơn nhưng mô-men xoắn giảm, lý tưởng cho drone đua nhẹ
• Động cơ KV thấp: Cung cấp mô-men xoắn tăng cường ở tốc độ thấp hơn, phù hợp với các ứng dụng nâng tải nặng

Việc lựa chọn cánh quạt phù hợp là rất quan trọng để có hiệu suất tối ưu:

Việc lựa chọn điện áp tuân theo các hướng dẫn sau:

• Pin điện áp cao yêu cầu động cơ KV thấp hơn
• Pin điện áp thấp phù hợp hơn với động cơ KV cao hơn

Drone nặng hơn yêu cầu động cơ KV thấp hơn để tạo ra mô-men xoắn đủ lớn, trong khi các mẫu nhẹ hơn được hưởng lợi từ các tùy chọn KV cao hơn để tăng cường sự nhanh nhẹn.

• KV cao hơn không phải lúc nào cũng có nghĩa là hiệu suất tốt hơn
• Giá trị KV chỉ là một trong nhiều tiêu chí lựa chọn
• RPM lý thuyết khác với tốc độ hoạt động thực tế

Kiểm tra thường xuyên vòng bi, cuộn dây và vỏ đảm bảo tuổi thọ. Quản lý nhiệt thích hợp thông qua việc kết hợp các thành phần phù hợp ngăn ngừa sự suy giảm hiệu suất.

Các xu hướng mới nổi bao gồm:

• Thiết kế động cơ hiệu quả cao
• Vật liệu nhẹ tiên tiến
• Hệ thống điều khiển động cơ thông minh
• Tùy chỉnh theo ứng dụng cụ thể

Việc hiểu các giá trị KV cho phép lựa chọn động cơ sáng suốt, cân bằng các yêu cầu về tốc độ, mô-men xoắn và hiệu quả cho các ứng dụng drone cụ thể. Kiến thức này tạo thành nền tảng để tối ưu hóa hiệu suất của phương tiện bay trên không trong các tình huống vận hành đa dạng.