FPVドローンモーター巻線の紹介

2023年7月8日

デコード FPVドローンモーター巻線

FPVドローン用モーターの場合、ステーターポールの銅巻線、つまり「ターン数」がモーターの性能を決定づける上で重要な役割を果たします。さらに、巻線に使用されるワイヤの太さも、モーターの電流処理能力と過熱防止能力に影響を与えます。この記事では、モーター巻線の複雑な仕組みを詳しく解説し、巻数とワイヤの太さのトレードオフを探り、単撚線と多撚線のどちらを選ぶべきかを解説します。

少ない回転数、高いKV、低いトルク
簡単に言えば、巻数が少ないほど抵抗が減り、モーターのKV（1ボルトあたりの回転数）定格が高くなります。KV値が高いモーターは、同じ電圧でより速く回転します。しかし、これはトルクの低下を伴います。巻数が少ないとステーター極の電磁場が弱まり、結果としてトルク出力が低下します。そのため、レーシングドローンなど、高回転が求められる用途では、巻数の少ないモーターが優れています。

回転数の増加、KV値の低減、トルクの向上
逆に、巻線数が多いモーターは、KV定格は低くなりますが、トルクは増大します。巻線数を増やすことでステーター極に強い磁場が発生し、結果としてトルクが増加します。これらのモーターは、フリースタイル飛行や重量物の運搬など、トルクと応答性を重視する用途に適しています。

パワーと効率のバランス
FPVドローン用モーターの効率を損なうことなく出力を高めるため、メーカーは巻線数の増加と銅線の太さの組み合わせを採用しています。この手法により巻線抵抗が低減され、より高い電流が流れ、電力供給が向上します。さらに、太い電線を使用したモーターは、過熱や焼損することなく大電流を流すことができます。ただし、巻線数が多く電線が太いモーターは重量が増す傾向があり、銅線の増加に対応するためにステーターも大型化する必要があることに注意が必要です。

単撚り線と多重撚り線
モーターの巻線には、主に単撚線と多撚線という2つの選択肢があります。それぞれに利点と考慮すべき点があります。

単撚線巻線は、熱をより効率的に処理する太い電線を使用しているため、6S構成などの高電圧構成に最適です。これらの太い電線は放熱性に優れ、性能と寿命が向上します。ただし、電線サイズが大きくなるため、ステーターにしっかりと巻き付けられる巻線の数は制限されます。

一方、多重撚線は、太い一本の電線を複数の細い電線に置き換えます。この方法では巻線の総数は増えますが、細い電線は放熱効率が低く、物理的な破損が発生しやすくなります。さらに、多重撚線では、単撚線に比べて整然とした巻線を実現するのが難しくなる場合があります。

単撚線巻線は、こうした制約があるにもかかわらず、ステーター周囲に密に巻かれているため、より強力で効率的な磁場を生成し、優れた性能を発揮する傾向があります。これにより、出力と効率が向上します。ただし、巻線が整然と整理されていることを確認することが重要です。多数の素線が交差する乱雑な巻線は、磁場を乱し、効率を低下させる可能性があります。

結論として、多重撚りの巻線は柔軟性と製造の容易さの点でいくつかの利点があるかもしれませんが、より密なパッキングや改善された磁場などの性能上の利点により、単撚りの巻線が実際には好ましい選択肢となります。

モーター巻線のニュアンスを理解することで、FPVドローン用モーターを選択する際に、巻数、ワイヤーの太さ、巻き線の整頓性といった要素を考慮した上で、情報に基づいた判断を下すことができます。この知識は、ドローンのパワー、トルク、効率を最適化するのに役立ちます。 FPVドローン究極の飛行体験のために。