Modifica - Riavvolgimento Dei Motori Brushless

[GMAURO]

Originalmente inviato da -RsX-

Provato il 650L riavvolto da 515Kv
Questa è la postazione di test, volt, ampere, watt, spinta statica, giri e temperatura: c'è tutto

Ho usato una Robbe 6s 5000mAh 25/50C, ESC TRIXX 60A timing auto (non mi faceva settare il timing basso ) e un elica 13x8E
il motore ha girato per circa un minuto, il tempo di leggere la frequenza sull'oscilloscopio, e i dati rilevati sono questi:
23.2V
49.1Apk
1148Wpk
2900grammi
7460rpm
73°C
323Kv carico

La formula per calcolare l'efficienza massima, se ho capito bene, è giri sotto carico diviso i giri a vuoto
Siccome i giri sotto carico e a vuoto sono fatti a 2 tensioni diverse, ho pensato di usare il Kv per normalizzare i valori e calcolare l'efficienza come se avessi tensione fissa
Vorrei che mi confermassi la correttezza di questa formula: kv_carico/kv_vuoto=eta_max
L'efficienza, se fosse un motore ideale, sarebbe di 323Kv/515Kv=62%
Un risultato molto deludente anche perchè sto usando il motore a potenza inferiore rispetto a quella nominale di 1600W e metà quella di picco 2240Wpk

Ciao. Ti chiedo alcune cose (ti faccio anche i complimenti per la realizzazione, e il lavoro che stai facendo). Dove hai letto che l'efficienza puo cosiderarsi come rpm a vouto/ rpm sotto carico? Altra domanda, con l'oscilloscopio cosa hai misurato di preciso, che non potevi rilevare con un semplice tester o con il powerpanel che vedo in foto? Intanto posso dirti che la formula riguardante il calcolo delll'efficienza é un pochino piu complessa e utilizza i valori di V, A Inoload e Ri. Come hai notato, utilizzando le batterie, la tensione non rimane costante, e questo fatto pregiudica il calcolo corretto. Inoltre utilizzare i valori di kv, come hai fatto, ti porta a calcolare delle variabili che sono esterne al motore, pensa solo se se avessi lipo piu performanti, avresti ottenuto un risultato migliore.... Ma non grazie al motore, giusto? Proprio in questi periodi sto approntando un banco prova frenato a correnti parassite, piu una sorgente a tensione costante, ma anche in queste condizioni "ideali" la sola formula che accennavo non é da prendere come assoluta, in quanto non tiene conto di altri fattori, e porta a risultati sempre molto buoni. Ora devo scappare, ma l'argomento é interessante, spero di poter continuare....

[Archi]

L'efficienza del motore la si calcola come rapporto tra potenza meccanica (T*w) e la potenza elettrica (V*I).
Il problema nel nostro caso è da un lato misurare la coppia (servirebbe un torsiometro), dall'altro senza un wattmetro trifase non è possibile misurare la potenza elettrica assorbita direttamente dal motore e la misura dei dati continui sommano le perdite del motore alle perdite dell'ESC.

Per quanto riguarda il rapporto dei kv, se il kv teorico viene calcolato nel caso di rendimento 1, il rapporto con quello misurato, quindi al netto delle perdite, potrebbe davvero essere una stima del rendimento del motore.

La cosa però credo che andrebbe analizzata un po meglio.

Ciao.

[-RsX-]

Grazie dei complimenti gmauro
la formula etamax=rpm_carico/rpm_vuoto viene dal sito powercroco
Google Translate

The efficiency of an electric motor can never be higher than the ratio of the load speed on the selected working to idle speed of this motor!

Questa "MASTER" curve dovrebbe rappresentare l'efficienza di un motore ideale

Siccome la batteria non fornisce una tensione costante, se avessi semplicemente rapportato i giri avrei ottenuto risultati migliori con lipo più performanti, come hai giustamente detto
esempio con i giri misurati:
etamax=7460rpm@23.2V/12618rpm@24.5V=59%

quindi ho fatto un passo avanti e rapportato tutto al volt, cioè ho utilizzato il kv
esempio con i kv
etamax=7460rpm@23.2V/(515kv*23.2V)=(322kv_load*23.2V)/(515kv*23.2V)=322kv/515kv=62%
in pratica ho usato i giri sotto carico a 23.2V e li ho rapportati ai giri a vuoto che avrebbe fatto a 23.2V
scrivendo 7460rpm come 322kv*23.2V, le tensioni si semplificano e ottengo semplicemente il rapporto di kv
Il tutto nel caso di un motore ideale, ma ho subito una stima di come sta andando il motore
in questo caso mi dice che non sono arrivato manco al 62% di efficienza, il che non è un buon risultato

L'oscilloscopio mi è servito per misurare la frequenza su una fase del motore e calcolare i giri con la formula:
rpm=60/(poli/2)*frequenza
questo perchè non ho un misuratore di giri ottico

[Archi]

Originalmente inviato da -RsX-

Grazie dei complimenti gmauro
la formula etamax=rpm_carico/rpm_vuoto viene dal sito powercroco
Google Translate

Questa "MASTER" curve dovrebbe rappresentare l'efficienza di un motore ideale

Siccome la batteria non fornisce una tensione costante, se avessi semplicemente rapportato i giri avrei ottenuto risultati migliori con lipo più performanti, come hai giustamente detto
esempio con i giri misurati:
etamax=7460rpm@23.2V/12618rpm@24.5V=59%

quindi ho fatto un passo avanti e rapportato tutto al volt, cioè ho utilizzato il kv
esempio con i kv
etamax=7460rpm@23.2V/(515kv*23.2V)=(322kv_load*23.2V)/(515kv*23.2V)=322kv/515kv=62%
in pratica ho usato i giri sotto carico a 23.2V e li ho rapportati ai giri a vuoto che avrebbe fatto a 23.2V
scrivendo 7460rpm come 322kv*23.2V, le tensioni si semplificano e ottengo semplicemente il rapporto di kv
Il tutto nel caso di un motore ideale, ma ho subito una stima di come sta andando il motore
in questo caso mi dice che non sono arrivato manco al 62% di efficienza, il che non è un buon risultato

L'oscilloscopio mi è servito per misurare la frequenza su una fase del motore e calcolare i giri con la formula:
rpm=60/(poli/2)*frequenza
questo perchè non ho un misuratore di giri ottico

60% di efficenza per un motore elettrico è un valore bassissimo, un normale motore a magneti permanenti dovrebbe avere un'uefficenza oltre il 90%.
Tieni conto che in un motore (soprattutto elettrico) tutta l'energia che non va in spinta va in calore, quindi se il tuo motore prende mediamente 1000 W, 400 vengono dispersi in calore nel motore. E' un bel po.

Ciao.

[Emidio]

Originalmente inviato da Archi

60% di efficenza per un motore elettrico è un valore bassissimo, un normale motore a magneti permanenti dovrebbe avere un'uefficenza oltre il 90%.
Tieni conto che in un motore (soprattutto elettrico) tutta l'energia che non va in spinta va in calore, quindi se il tuo motore prende mediamente 1000 W, 400 vengono dispersi in calore nel motore. E' un bel po.

Ciao.

Fino alla introduzione della nuova scala di classe di efficienza (al momento impostata su IE2 che garantisce circa 80%) la vecchia normativa EFF1 tollerava valori da me giudicati vergognosi
Tipo questo
(ciao Mauro.. come stai?)

[GMAURO]

Originalmente inviato da Emidio

Fino alla introduzione della nuova scala di classe di efficienza (al momento impostata su IE2 che garantisce circa 80%) la vecchia normativa EFF1 tollerava valori da me giudicati vergognosi
Tipo questo
(ciao Mauro.. come stai?)

Ciao Emidio, tutto bene e tu? Da questo punto di vista, i nostri motorini per uso ludico sono sempre stati un passo avanti.... Forse anche due!

[Archi]

Originalmente inviato da Emidio

Fino alla introduzione della nuova scala di classe di efficienza (al momento impostata su IE2 che garantisce circa 80%) la vecchia normativa EFF1 tollerava valori da me giudicati vergognosi
Tipo questo
(ciao Mauro.. come stai?)

Io mi riferivo a motori correttamente alimentati, se mi parli di asincroni collegati direttamente alla rete, allora il rendimento in alcuni casi può scendere anche molto più in basso.
Il problema è proprio questo, per avere un rendimento alto non è sufficente che il motore sia ben fatto, con perdite minime sia nel rame che nel ferro. Occorre anche che venga alimentato nel modo migliore possibile.

Ciao GMauro, appena avrai approntato il banco potresti postarne delle foto e dirci come lo hai attrezzato.

Sono molto lieto anche io di partecipare a questa discussione, anche perchè confesso che non sono ancora riuscito a capire del tutto gli schemi di regolazione per alimentare un DC brushless e quindi sono anche io qui per imparare.

Ciao.

[-RsX-]

non è molto complicato il pilotaggio dei brushless
dai uno sguardo qui
2-POLE BRUSHLESS DC MOTOR ANIMATION
usa "step through the animation" per visualizzare passo passo
per regolare la velocità si usa il pwm su ogni fase

[GMAURO]

Originalmente inviato da Archi

Ciao GMauro, appena avrai approntato il banco potresti postarne delle foto e dirci come lo hai attrezzato.

Ciao.

Per il momento posso postare solo un disegno 3D del banco che ho intenzione di realizzare, e l'attrezzatura che userò. La parte elettronica di misura è tutta UNILOG, gli stessi che producono il JLOG per i regolatori Jive, per ora mi sono atrezzato con 2 sensori di misura corrente (che si occuopano anche della misura di tensione), uno da 150A ed uno da 400A, sensore rpm per la misura dei giri motore ed un sensore di temperatura. Il sistema Unilog, come il fratellino Jlog, registra i dati ricevuti su microSD, e per la visualizzazione di quanto misurato si utilizza sempre il SW Logview, mentre per la configurazione dell'aggeggino, il configurator è dedicato. Mi sono procurato anche la chiavetta USB per poter leggere in realtime durante le misurazioni, anche se credo che tale utilità..... non sia così utile!
Il sistema è naturalmente molto espandibile, oltre ai sensori che mi sono procurato, possono essere implementati più sensori di temperature, tubi di pitot e moduli GPS per la misura di velocità, ma tutto questo tanto "puor parler", logicamente per me a banco non hanno interesse.
Il banchetto prova. L'immagine che ho postato è incompleta e non fa capire facilmente il funzionamento, ma cerco di descriverlo. Il motore che compare è il motore da testare, montare su una piastina basculante. Tra le due piastre intermiede più spesse ho intenzione di installare per il momento uno scorpion 5025 da utilizzare come freno. La cosa "figa" del freno, è che non intendo farlo scaricando su delle resistenze ciò che esce dal motore condotto, infatti non uscirà nulla dallo scorpion. tutto lo statore con avvolgimento sarà sostituito da un pezzo unico tondo di rame, il quale essendo più o meno inserito nel campo magnetico permanente della campana farà più o meno effeto frenante. L'idea mi è stata "proposta" da Mr. Powercroco, ed è lo stesso sistema e principio che utilizza lui. Il principio sfrutta le correnti parassite, un metallo, ottimo conduttore di elettricità, ma amagnetico (rame, alluminio) se immerso in un campo magnetico in rotazione, oppone una resistenza, tanto maggiore, quanto maggiore è la penetrazione.
La piastrina flottante su cui è fissato il motore, ha un foro filettato su cui fisserò un "braccio" che andrà a posare su di una bilancia di buona precisione, in queseto modo avrò la possibilità di determinare il valore di coppia ad un determinato valore di assorbimento, quindi stabilire il valore di Kt e di potenza all'albero.
Una volta imbastito tutto questo, per poter portare a termine misure coprrette ed attendibili, passerò a procurarmi una sorgente di alimentazione che mi permetta di tenere la tensione costante fino ad alti amperaggi.... un alimentatore switching stabilizzato, almeno da 25V 250A.

[GMAURO]

Originalmente inviato da -RsX-

Grazie dei complimenti gmauro
la formula etamax=rpm_carico/rpm_vuoto viene dal sito powercroco
Google Translate

Questa "MASTER" curve dovrebbe rappresentare l'efficienza di un motore ideale

Siccome la batteria non fornisce una tensione costante, se avessi semplicemente rapportato i giri avrei ottenuto risultati migliori con lipo più performanti, come hai giustamente detto
esempio con i giri misurati:
etamax=7460rpm@23.2V/12618rpm@24.5V=59%

quindi ho fatto un passo avanti e rapportato tutto al volt, cioè ho utilizzato il kv
esempio con i kv
etamax=7460rpm@23.2V/(515kv*23.2V)=(322kv_load*23.2V)/(515kv*23.2V)=322kv/515kv=62%
in pratica ho usato i giri sotto carico a 23.2V e li ho rapportati ai giri a vuoto che avrebbe fatto a 23.2V
scrivendo 7460rpm come 322kv*23.2V, le tensioni si semplificano e ottengo semplicemente il rapporto di kv
Il tutto nel caso di un motore ideale, ma ho subito una stima di come sta andando il motore
in questo caso mi dice che non sono arrivato manco al 62% di efficienza, il che non è un buon risultato

L'oscilloscopio mi è servito per misurare la frequenza su una fase del motore e calcolare i giri con la formula:
rpm=60/(poli/2)*frequenza
questo perchè non ho un misuratore di giri ottico

Ok, capito. Il metodo che hai usato, credo potrebbe dare un'indicazione del range ottimale di utilizzo del motore, ma pursempre alimentandolo qd una tensione costante. A mio qvviso, normalizzare il kv come hai fatto (buona idea comunque, segno di una persona che fa andare il cervello), lascia sconosciuti dei parametri e dei fattori essenziali, che portano ad un risultato deludente, e davvero poco atteneibile ed indicativo. La formula a cui mi riferivo ieri é la seguente: Pout=(Vin-(Rm x A))x(A-Ino load). Alcuni calcoli "simulativi" fatti con carta e penna utilizzando questa formula, mi hanno permesso di creare una curva di efficienza in relazione alla corrente assorbita, ma il risultato é una curva estremamente "bella", con un'efficenza del 90% tra gli 80 ed i 400A!! Decisamente irreale. Naturalmente il risultato di questa formula lo si usa per relazionarlo alla potenza in ingresso VxI. A mio avviso, il problema di questa formala é che non tiene assolutamente conto di fattori peggiorativi, ad esempio l'aumento della resistenza interna con l'aumentare della temperatura, che essendo, per certi motori nell'ordime dei milliohm, non é trascurabile. Altri fattori, difficilmente quantificabili con misure elettriche sono le perdite dovute alle saturazioni dovute al circuito magnetico, anch'esse non trascurabili. A questo punto si arriva a quello che scriveva archi (é un piacere averti attivo nella discussione....), ovvero la determinazione della potenza meccanica all'albero conoscendo i valori di coppia ai diversi valori di corrente assorbita, ed il banco prova che sto approntando mi permetterà di fare proprio questo, in moto di poter determinare la potenza e la coppia al netto dei parametri sconosciuti che dicevo prima. Ripeto, ancora una volta, il tutto a tensione costante, e trascurando le perdite dell'esc, in quanto la misura di potenza in ingresso viene fatta a monte.