Drone에서 사용하는 모터 사양의 의미

 

드론을 제작할 때 드론의 크기와 무게 그리고 사용할 배터리와 ESC에 따라 적절한 모터를 선택해야한다. 

BLDC 모터 스펙 문서에서 나오는 용어를 정리해 보았다. 

 

모터	스펙
Kv	모터 회전수, 1V로 1분에 회전하는 수 (RPM)
Configuration(00N00P)	-N 앞의 두 자리 숫자: 안쪽에 고정된 Stator의 전자석 개수(Number of Electromagnets) -P 앞의 두 자리 숫자: 바깥쪽에 회전하는 Rotor의 영구자석 개수(Pole의 갯 수)
Motor Dimensions(DiaＸLen)	모터의 지름Ｘ길이
Weight(g)	모터 전체 단위 무게
No. of Cells(Lipo)	리튬 폴리머 전지의 허용 셀 개수(3.85 V per cell(60%))
Max Continuous Current(A)	-최대 전압을 흘렸을 때의 허용전압 -10초 이상 돌리면 모터에 과부하 발생
Max Continuous Power(W)	-전력의 최대 출력이며, 10초 동안만  허용 -그 이상 돌리면 모터에 과부하 발생
Max Efficiency Current(0~0A)>85%	최고 효율 구간, Throttle 85%이상에서 흐르는 전압

kV:
1V의 전압을 가할 때 모터 회전 속도를 의미한다. 프로펠러가 부착되어 있지 않은 무부하 상태에서 측정된 값이다. 아래 예를 들어 첨부한 모터 사양을 기준으로 하면, kv가 1950 이면 1V 전압에서 1950 rpm으로 회전함을 의미한다. rate voltage(Lipo) 규격이 4~6S라는 의미는 4~6 셀 크기의 리튬폴리머 배터리 사용이 가능하다는 뜻으로 셀 하나의 nominal voltage(100%충전 4.2V와 안전 범위의 최소 충전 수준인 3.0V의 중간 값)가 3.7V 이므로 4S 는 4 x 3.7 = 14.8V 이다. 그러므로 회전 속도는 1950 x 14.8 = 28,860 rpm 이다. 

configuration 에서 p 갯수의 의미 :
p는 pole(극)의 약자로, 모터에서 pole은 영구자석의 극을 의미한다. 자석의 N극과 S극이 쌍을 이루기 때문에 일반적으로 2개, 4개, 6개, 8개 등 짝수 값을 갖는다. 안쪽에 영구자석이 있고, 바깥쪽에 코일이 감겨 있는 구성의 경우 안쪽의 영구자석의 극의 갯수를 의미하고, 안쪽이 코일이고, 바깥쪽이 영구자석인 모터인 경우 바깥 쪽에 있는 자석의 갯수를 뜻한다.  일반적인 DC 모터와 BLDC 모터는 영구자석과 코일이 쌍으로 구성한다(유도 전동기는 모두 코일).
BLDC 모터는 영구자석이 회전하는 회전자(rotor)역활을 하고 코일이 고정되어 있는 고정자(stator)역할을 한다. 코일이 회전하지 않기 때문에 회전하는 코일에 전원을 공급하는 브러쉬를 사용하지 않아도된다.  드론에 많이 사용하는 아웃 러너(out runner)는 바깥이 회전하며, 영구자석이 회전하는 바깥쪽 케이스에 배열되어 있다.  
pole 의 갯수가 많으면 토크(회전력)이 커지고, 움직임이 좀 더 부드러워 지지만, 회전속도(rpm)가 줄어들고, 가격이 비싸지며, 무게가 무거워진다. 그러므로 p가 커지면 토크가 많이 필요한 더 큰 프로펠러를 회전시킬 수 있지만, 회전속도는 느려진다.

configuration 에서 n 갯수의 의미 :
코일이 감겨있는 전자석의 갯수를 의미한다. pole의 갯수와 마찬가지로 많아지면 토크가 커지고 속도가 줄어든다.