betaflight/ドローン: モーターの発熱に対処する

モーターの発熱について

レーシングドローンはブラシレスモーターが発熱してヤバイ感じになることがある。原因としては大きく分けると下記に2つが考えられるが

• 電流電圧やモーターへの負荷が過大な場合
• 設定がうまくいっていない場合

前者はどうしようもないが後者は設定でカバーできる可能性がある。

• PID調整
• フィルター調整（ジャイロノイズ）
• dumped light (active braking)を無効にする

PID調整

PID調整がいまいち（主にP値）でオシレーションを起こしている場合、細かなモーターON/OFFをやっているような状態になるので、発熱の原因になっていると考えられる。おそらく、目に見えて振動してない場合であっても、制御上は振動していることが考えられる（blackboxを見てみないとわからない）。

P値が大きい場合（PID TUNING WITH BLACKBOX LOGS – THE BASICSより引用）

P値を調整したあと（PID TUNING WITH BLACKBOX LOGS – THE BASICSより引用）

cf. PID TUNING WITH BLACKBOX LOGS – THE BASICS

フィルター調整（ジャイロノイズ）

ジャイロのノイズが多いと、オシレーションを起こしているときと同じように、モーターがノイズに対して反応し続ける状態が起こり、モーターが発熱すると考えられる。手動で調整するフィルター設定は難しいが、自動でフィルター調整してくれるDYNAMIC FILTERはONにするだけでジャイロに対するモーターノイズを軽減してくれる。

経験上、DYNAMIC FILTERはモーター発熱にかなり効果がある。

cf. FILTERS IN BETAFLIGHT

dumped light (active braking)を無効にする

通常の制御の場合、モーター出力を下げると自然にモーターの回転が減速するのに任せるが、dumped light (active braking)が有効になっていると、電力を使ってモーターの回転を減速させる。イメージ的には回っているモーターを逆回転させるように動かすような。
この場合、減速時に電気を使うようになり、減速に使われた電気エネルギーは熱など変換されて放出される（ほかに変換されるのは音とか）ので、モーターの発熱は増える。
上記のようにPIDがいまいちな場合やジャイロノイズが有る場合、こまめなモーターON/OFF制御が行われているのと同じ状態になる。このときにdumped light (active braking)が有効だと、OFF制御時に電気を使い、更に発熱を増やす原因になる。