Test du moteur de drone 5215 : données d'essai à 420 kV pour les pulvérisateurs agricoles

Tu tends la main vers le Moteur de drone 5215 lorsque la tension est de 8S et que la capacité du réservoir de pulvérisation est de 10 à 15 litres. Il se situe entre notre gamme de stators de 43 mm de milieu de gamme et le modèle agricole grand format 5315. Nous bobinons ce stator de 52 mm pour une tension de 420 kV, le testons de manière intensive avec deux hélices et le concevons pour les opérateurs qui souhaitent bénéficier d’une capacité de levage élevée sans avoir à payer le prix d’un système d’alimentation 12S.

La plupart des tests de moteurs agricoles se contentent de présenter une seule hélice et s'arrêtent là. Or, ce n'est pas ainsi que fonctionnent réellement les opérations de pulvérisation : on peut par exemple utiliser des hélices de 15 pouces sur un hexacoptère pour la portance, puis passer à des hélices de 13 pouces sur un quadricoptère pour obtenir un jet plus concentré. Nous avons donc testé le 5215-420KV sur les hélices HQ 15×7×3 et HQ 13×9×3, avec la même tension 8S, le même banc d'essai et les mêmes conditions ambiantes. En résumé, voici ce que révèlent les données de variation de l'accélérateur quant aux situations dans lesquelles ce moteur est adapté et celles dans lesquelles il ne l'est pas.

Caractéristiques techniques du modèle 5215-420KV en bref

Avant d'aborder les données d'essai, voici les caractéristiques techniques de ce moteur :

Données d'essai en conditions réelles : hélice 15×7×3 sur une batterie 8S

L'hélice de 15 pouces est celle que la plupart des hexacoptères agricoles utilisent sur le terrain. Voici la courbe complète, de 30% à 75%, à une tension nominale de 32 V, avec la même hélice et le même banc d'essai tout au long de la mesure :

Ce que révèlent les chiffres relatifs aux écrans de 15 pouces

À un réglage de manette de 50% — le point de vol stationnaire d'un hexacoptère bien chargé —, chaque moteur consomme 12,52 A et produit une poussée de 2 703 g. Plus précisément, six moteurs de ce type fournissent environ 16,2 kg de portance totale à 2 421 W. Cela suffit pour transporter un réservoir de pulvérisation de 10 L, une pompe et une batterie sur une cellule classique de 6 à 8 kg, avec un rapport poussée/poids confortable de 2:1. Rendement à ce point de fonctionnement : 6,7 g/W. De plus, la courbe reste relativement plate sur la plage intermédiaire : 6,7 à 50%, 5,7 à 60% et encore 4,6 à 65%. La courbe de couple reste donc régulière sur toute la plage de régime que vous utilisez réellement en vol.

À une position de manette des gaz de 75%, la poussée maximale est atteinte 5 544 g par moteur. Sur un hexacoptère, cela représente plus de 33 kg de poussée totale — de quoi traverser un front de rafale ou sortir d’un courant descendant avec un réservoir plein. De plus, la consommation électrique de 1 213 W à ce stade reste largement dans les limites de ce qu’un variateur 60 A 8S d’entrée de gamme peut gérer sans problème.

13 × 9 × 3 contre 15 × 7 × 3 — Deux hélices, un moteur

Or, le test sur le modèle 13 pouces révèle une tout autre réalité :

Quelle hélice choisir ?

Les données 13×9×3 mettent en évidence la polyvalence du 5215. À un réglage de manette des gaz de 50%, l'hélice de 13 pouces produit 2 126 g à 6,0 g/W — un rendement inférieur à celui du modèle de 15 pouces (6,7 g/W), ce qui est prévisible puisque des pales plus courtes doivent tourner plus vite pour produire la même portance, ce qui consomme davantage d’énergie. Cependant, le modèle de 13 pouces ne consomme que 34,47 A à un réglage de manette de 75%, contre 38,33 A pour le modèle de 15 pouces — soit environ 4 ampères de moins par moteur. Par conséquent, sur un hexacoptère, cela représente près de 24 ampères de moins au total à pleine puissance.

Si votre châssis dispose d’un faible dégagement pour les hélices ou si vous utilisez un quadricoptère pour lequel la poussée brute par moteur importe moins que la marge de courant, alors l’hélice 13×9×3 est celle qu’il vous faut. En revanche, si vous pilotez un hexacoptère pouvant accueillir des pales de 15 pouces, l’avantage en termes de rendement de cette hélice plus grande est évident : 6,7 g/W contre 6,0 g/W en vol stationnaire, ce qui se traduit par plusieurs minutes supplémentaires d’autonomie de vol sur une session de pulvérisation complète.

Qualité de fabrication : ce qui garantit la longévité d'un moteur agricole

Les drones agricoles ne volent pas dans un air pur. Ils évoluent au milieu des embruns de pesticides, de la poussière d'engrais et d'une température ambiante de 40 °C pendant des centaines d'heures chaque saison ; c'est pourquoi le modèle 5215 a été conçu en tenant compte de ces conditions réelles.

Le stator utilise Fil de bobinage adapté à une température de 220 °C — les mêmes caractéristiques techniques que notre moteur agricole à usage intensif 5315. Les enroulements standard à 180 °C commencent à se dégrader après 150 à 200 heures de fonctionnement continu dans un environnement à température élevée, mais les enroulements à 220 °C du modèle 5215 restent conformes aux spécifications bien au-delà de 300 heures. De même, Roulements NSK 696ZZ sont fournis de série sur chaque appareil. Les roulements génériques présentent un jeu radial après 80 à 100 heures de vol dans des conditions agricoles, tandis que les roulements NSK conservent leur tolérance au-delà de 200 heures. Cet écart — soit 100 heures supplémentaires avant le remplacement d’un roulement — se traduit directement par une disponibilité accrue de l’épandeur pendant la saison agricole.

Les aimants N52H, dont la température de Curie est de 120 °C, maintiennent une densité de flux stable même lorsque la cloche du moteur atteint 80 à 90 °C lors de sorties consécutives. De plus, nous usinons la cloche à l’aide d’une machine à commande numérique à partir d’un seul lingot d’aluminium : aucune pièce moulée, aucun contrepoids collé. Vous ne constaterez donc aucune dérive due aux vibrations après 50 heures. En fin de compte, cela a son importance, car l’uniformité de votre jet de pulvérisation dépend de la stabilité du régime de l’hélice.

5215 vs 5315-420 kV — 8S ou 12S, même valeur de KV

Les deux moteurs partagent le même bobinage de 420 kV, mais ils sont conçus pour des plateformes de tension totalement différentes. Voici une comparaison côte à côte :

Le 5315 C'est le moteur le plus gros et le plus puissant — mais « plus gros » ne signifie pas toujours « meilleur » pour votre application. Le 5215 fonctionne en 8S, ce qui signifie des ESC moins chers puisque les modèles 60 A 8S coûtent environ 40% de moins que les modèles 80 A 12S comparables, ainsi que des faisceaux de câbles plus légers et des batteries plus petites pour une capacité équivalente en wattheures. Par exemple, si vous construisez un pulvérisateur de 10 à 15 L, le 5315 est surdimensionné : vous paieriez pour une poussée que vous n’utiliserez jamais tout en transportant le poids supplémentaire d’un variateur dont vous n’avez pas besoin.

Un exploitant d’Amérique du Sud a utilisé des modèles 5215 sur une flotte de 40 pulvérisateurs hexacoptères avant de passer aux modèles 5315 sur 12S pour bénéficier d’une plus grande capacité de réservoir. Son retour d’expérience était sans équivoque : les modèles 5215 ont fonctionné de manière fiable avec des réservoirs de 12 L pendant deux saisons complètes, sans aucun problème. En réalité, le passage au modèle 5315 n’a été motivé que par l’adoption de réservoirs de 20 L — et non par une quelconque défaillance des 5215. Voici donc une règle simple : si vous utilisez des réservoirs de 10 à 15 L sur une configuration 8S, le 5215 est le moteur qu’il vous faut. Si vous avez besoin d’une capacité de 20 L ou plus sur une configuration 12S, optez pour le 5315.

Applications idéales

Voyons maintenant à quelle catégorie appartient réellement le 5215-420KV — et à quelle catégorie il n'appartient manifestement pas.

Pulvérisateurs agricoles de 10 à 15 litres

Il s’agit du cas d’utilisation principal. Six moteurs 5215 montés sur un hexacoptère fournissent une portance de plus de 16 kg en vol stationnaire, avec une marge suffisante à un réglage de manette 75% (plus de 33 kg au total) pour permettre la récupération en cas de rafale et le suivi du relief. De plus, la tension 8S permet de maintenir les coûts des composants à un niveau raisonnable pour les exploitants de flottes qui doivent mettre en service plusieurs appareils.

Quadricoptères industriels pour charges lourdes

Quatre moteurs 5215 équipés d’hélices 13×9×3 vous offrent une poussée en vol stationnaire de 8,5 kg pour une puissance totale de 1 420 W — ce qui est largement suffisant pour une charge utile de 4 à 5 kg sur un châssis de 2,5 kg. De plus, la faible consommation de courant par moteur vous permet d’utiliser des variateurs plus légers et des cartes de distribution d’alimentation plus fines.

Moteurs de sustentation pour aéronefs à voilure fixe à décollage et atterrissage verticaux (VTOL)

La courbe de rendement plate du 5215 sur une plage de régime comprise entre 50 et 651 TP3T en fait un choix idéal pour les plateformes VTOL qui nécessitent une poussée verticale de 30 à 60 secondes pour la transition avant de couper les moteurs en mode croisière. Heureusement, le moteur supporte cette brève pointe de courant sans surchauffer, et la configuration 8S s'adapte naturellement à la plupart des systèmes d'alimentation VTOL courants.

Limites

Pour les pulvérisateurs de 20 litres et plus, il vaut mieux éviter ce moteur et opter pour le 5315-420KV au lieu de cela. Il n'est pas non plus adapté aux systèmes 12S, car nous avons conçu ce bobinage exclusivement pour les configurations 8S. De même, évitez de l'associer à des hélices de moins de 10 pouces sur une configuration 6S — utilisez plutôt le 4315-600KV pour cette plage, à la place.

Questions fréquemment posées

Quelle est la poussée maximale du modèle 5215-420KV ?

Avec une hélice de 15 × 7 × 3 sur une batterie 8S et une position de manette 75%, vous obtenez 5 544 g par moteur, et il s'agit là de données réelles mesurées sur banc d'essai, et non d'une estimation calculée. À ce même moment, la consommation électrique maximale s'élève à 1 213 W.

Le modèle 5215-420KV peut-il fonctionner avec une batterie 6S ?

Techniquement oui, même si vous perdrez environ 30 à 351 TP3T de poussée, car le régime (RPM) est directement proportionnel à la tension. Un moteur de 420 kV alimenté en 6S (22,2 V) tourne à environ 9 324 tr/min à vide, contre environ 13 440 tr/min en 8S (29,6 V). Par conséquent, pour les applications en 6S, le 4315-600KV C'est le meilleur choix, car nous l'avons bobiné spécialement pour cette plage de tension.

Quelle hélice dois-je utiliser : celle de 13 pouces ou celle de 15 pouces ?

Tout dépend de votre châssis. En règle générale, les hélices de 15 pouces offrent un rendement de 6,7 g/W en vol stationnaire, contre 6,0 g/W pour celles de 13 pouces — ce qui représente à lui seul un gain d’efficacité de 12%. Mais le modèle de 13 pouces consomme 4 ampères de moins par moteur à pleine puissance ; donc, si vous disposez d’un dégagement suffisant pour les hélices, optez pour le modèle de 15 pouces. Sinon, si votre châssis est exigu ou si la marge de courant est plus importante pour vous que le rendement, le modèle de 13 pouces convient parfaitement.

Quel ESC recommandez-vous pour le 5215-420KV ?

Le courant de pointe atteint sur les hélices de 15 pouces 38,33 A à 751 TP3T (manette des gaz), donc un variateur 8S d'une intensité nominale de 60 A vous offre une marge confortable. Nous effectuons nos tests avec Hobbywing XRotor et Aikon AK32 série, et nous avons constaté que le firmware FOC (AM32 ou BLHeli_32) apporte une amélioration notable en termes de fluidité à faible puissance lors des opérations de pulvérisation. Notre Guide de compatibilité FOC traite en détail de certaines combinaisons spécifiques.

En quoi le modèle 5215 se distingue-t-il du modèle 5315-420 kV ?

Même KV, mais une classe de tension totalement différente. Le 5215 est un moteur 8S développant une poussée maximale de 5 544 g que nous avons conçu pour les pulvérisateurs de 10 à 15 L, tandis que le 5315 Il s'agit d'un moteur 12S développant une poussée maximale de 8 400 g, conçu plutôt pour les plateformes agricoles lourdes de plus de 20 L. Le principal avantage du 5215 réside dans son coût global réduit, grâce à des contrôleurs de vitesse (ESC) moins onéreux, des batteries plus compactes et un câblage plus simple. Choisissez donc en fonction de la capacité du réservoir : pour les réservoirs de moins de 15 L, optez pour le 5215, mais pour ceux de plus de 20 L, choisissez le 5315.

Puis-je obtenir le modèle 5215 avec un KV différent ?

Oui, nous fabriquons nos hélices sur commande : avec un KV plus faible pour les hélices de grande taille ou les configurations 12S, ou un KV plus élevé pour les hélices plus petites sur des configurations 6S. Toutefois, la quantité minimale de commande pour un KV personnalisé est de 20 unités et notre délai de livraison standard est de 7 jours. N’hésitez donc pas à nous contacter en nous indiquant la tension souhaitée et la taille de l’hélice pour que nous puissions commencer.

Procurez-vous le modèle 5215-420KV de Pi Thrust

Le Moteur sans balais 5215-420 kV est actuellement en stock et sera expédié sous 2 jours ouvrés. En substance, chaque moteur est équipé de série de roulements NSK, d’aimants N52H et de bobinages résistants à 220 °C — aucune mise à niveau n’est nécessaire et aucun supplément de prix n’est appliqué pour ce qui devrait de toute façon constituer les spécifications de base.

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