rendimento brushless

[max_ferra]

Originalmente inviato da checamo

Avrei un dubbio sul quale spero qualcuno mi possa dare delle delucidazioni.

supponiamo di avere un brushless che come giri massimi abbia 40.000 e tensione massima 3 lipo.

quale tra queste opzioni è migliore?

1) alimentare il motore con 3 lipo fino a fargli raggiungere 40.000 giri così come consigliato dalla fabbrica;

2) alimentare il motore con 6 lipo ma con il trottle a metà fino al raggiungimento sempre di 40.000 giri.

Voi vi chiederete perchè questa domanda, io vi rispondo che sono partito dal fatto che è risaputo che con una tensione maggiore si ha un maggiore rendimento e minor calore. spero di essere stato chiaro, caso mai chiedete.
l'enigma dovrebbe essere interessante

Ciao
Leggo raramente e rispondo ancor piu' raramente, però questa tua domanda mi ha incuriosito...
Per quanto il regolatore sia ben fatto, ai regimi intermedi hai tutta una serie di perdite IN PIU' (distribuite tra motore e regolatore) che non sprechi quando il motore va al massimo. Il sistema piu' efficiente, contrariamente a quanto detto da altri, è proprio il primo.

Max

[max_ferra]

Originalmente inviato da galaxy

La tua è una domanda intelligente e mi fa piacere che esiste ancora qualcuno che se le pone. Potrei risponderti semplicemente che la seconda opzione è quella più performante perché come hai già descritto tu il rendimento di un motore aumenta all’aumentare della tensione.

Non è vero perché per ipotesi iniziale nel 2° caso si va a parzializzare. Il motore non "vede" una tensione media piu' elevata, ma in prima approssimazione uguale a quella del primo caso!

Per questo ove possibile si preferisce usare un motore con basso numero di giri x volt in modo tale da poterlo alimentare con una tensione maggiore e avere quindi un maggiore rendimento.

Questo è in parte vero ma c'entra poco con la domanda iniziale...

Max

[max_ferra]

Originalmente inviato da galaxy

guarda ti/vi faccio un esempio pratico con due configurazioni diverse x maggiore chiarezza:

allora utilizzeremo in entrambi i test lo stesso motore, lo stesso regolatore, la stessa elica insomma tutto tranne il numero di celle.

dati generali di entrambe le prove:
- motore da n° 3 celle max (20 amper continui);
- regolatore da n° 6 celle max (30 amper continui).

1 TEST:
numero di giri del motore = 5000 (temperatura max dopo 10 minuti= 50°)
assorbimento = 10 amper
regolatore con stick al massimo
numero celle = 3

2 TEST:
numero di giri del motore = 5000 (temp max dopo 10 minuti = 45°)
assorbimento = 6 amper
regolatore con stick a metà
numero di celle = 6

questo è solo x darvi un idea. i test sono inventati anche se si avvicinano alla realtà. tempo fa feci delle prove pratiche con il watt'up e un contatore ottico del numero di giri ed ebbi le stesse proporzioni degli esempio sopra.
spero che adesso sia più chiaro

Ammesso che i dati che riporti si riferiscano ad un caso reale, faccio notare che nel 2° caso la potenza in ingresso è il 20% in piu' che nel primo caso, ed essendo i giri del motore uguali (sperabilmente con lo stesso carico...), quindi con potenza meccanica in uscita uguale, il 2° caso ha una efficienza decisamente inferiore...
Resta un mistero invece il come possa essere minore la temperatura finale di un sistema meno efficiente. Boh?

Ah: si scrive Ampere, non Amper....

Max

[milan]

Originalmente inviato da max_ferra

Non è vero perché per ipotesi iniziale nel 2° caso si va a parzializzare. Il motore non "vede" una tensione media piu' elevata, ma in prima approssimazione uguale a quella del primo caso!


Questo è in parte vero ma c'entra poco con la domanda iniziale...
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Max

Se il motore non "vedesse" la maggior tensione come farebbe a produrre gli stessi giri di elica con meno Ah in ingresso? Se fosse cosi' avrebbe un rendimento mostruoso.

Non avevo letto attentamente i valori delle correnti scritti da Galaxy, in effetti 10 Ah e 6 Ah non quaglierebbero.

Io mi interesso molto di costruzione di motori, per piu' di 20 anni ho preparato motori per automodelli 1:10 a spazzole partendo dai componenti nudi; i rendimenti erano superiori a quelli dei nostri motori brushless, peccato che i collettori duravano 10 minuti quando andava bene.
Ora costruisco e uso per Autonomy un motore che DEVE avere un rendimento elevato, la formula di gara prevede un limite di energia imbarcata sul modello, per es. 1000 mah tre celle o 1500 mah due celle, ne consegue che per avere la stessa salita (potenza) nel secondo caso si deve avere un maggior assorbimento.
Come ho scritto ho scelto di alimentarlo con tre celle anche se questa scelta mi ha creato la complicazione di dover ridurre a meno di 300 il Kv per tirare in diretta una 16x13 , in piu' all'inizio della scarica con le batterie ben cariche, limito con il trim il massimo del gas.
Questa scelta per me è stata obbligatoria perchè lo stesso motore, riavvolto n. volte per ottimizzarlo con due celle NON ha mai dato il rendimento della versione tre celle; la motivazione per me è da ricercare nell'effetto Joule dovuto alla maggior corrente in gioco e basta.
Quanto sopra lo avevo già constatato 20 anni fa nelle prime gare di volo elettrico con motori a spazzole, ma si tratta praticamente dell'acqua calda...

Ciao Umberto

[CiiiP]

Rieccomi qui,
negli ultimi giorni ho fatto una serie di prove che vi mostrerò più sotto con risultati netti, a dire il vero per me inaspettati per certi versi.

Test su 2 motori su girante EDF

Girante HET 6904 (70mm)

Typhoon EDF 2W
-Diameter : 28 mm
-Length : 38 mm
-Shaft Dia. : 3.17 mm
-Weight : 78 grams
-No load current(lo) : 1.94
-Internal resistance: 0.013
-KV : 4750
-No. of poles: 6
-Max Current: 45 A
-Max efficiency: 88%
-Power Nominal: 450 Watts


Typhoon EDF-2W-25
-Diameter : 28 mm
-Length : 48 mm
-Shaft Dia. : 3.17 mm
-Weight : 110 grams
-No load current(lo) : 2.2
-Internal resistance: 0.015
-KV : 2660
-No. of poles: 6
-Max Current: 65 A
-Max efficiency: 87%
-Power Nominal: 1100 Watts on 6 cells


In entrambi i casi per raggiungere i 40000 giri della girante ho alimentato a 3S e 6S i regolatori e dato manetta al 100%:

EDF-2W
11,1 V
45 Ampere
500 Watt
800 gr di spinta statica

EDF-2W-25
22,2 V
40 Ampere
888 Watt
1500 gr di spinta statica

Quindi la potenza vera, come dice la scienza, soni i Watt (Volt per Ampere), sapendo però che potendo scegliere è meglio salire con i volt piuttosto che con gli ampere, causa calore.

[max_ferra]

Originalmente inviato da milan

Se il motore non "vedesse" la maggior tensione come farebbe a produrre gli stessi giri di elica con meno Ah in ingresso? Se fosse cosi' avrebbe un rendimento mostruoso.

E' dovuto al modo di funzionamento dei sistemi a commutazione.
Attenzione a non confondere tensioni e correnti in uscita dalla batteria / ingresso al regolatore con le tensioni e correnti che vanno dal regolatore al motore.

Ora costruisco e uso per Autonomy un motore che DEVE avere un rendimento elevato, la formula di gara prevede un limite di energia imbarcata sul modello, per es. 1000 mah tre celle o 1500 mah due celle, ne consegue che per avere la stessa salita (potenza) nel secondo caso si deve avere un maggior assorbimento.
Come ho scritto ho scelto di alimentarlo con tre celle anche se questa scelta mi ha creato la complicazione di dover ridurre a meno di 300 il Kv per tirare in diretta una 16x13 , in piu' all'inizio della scarica con le batterie ben cariche, limito con il trim il massimo del gas.
Questa scelta per me è stata obbligatoria perchè lo stesso motore, riavvolto n. volte per ottimizzarlo con due celle NON ha mai dato il rendimento della versione tre celle; la motivazione per me è da ricercare nell'effetto Joule dovuto alla maggior corrente in gioco e basta.
Quanto sopra lo avevo già constatato 20 anni fa nelle prime gare di volo elettrico con motori a spazzole, ma si tratta praticamente dell'acqua calda...

Due motori, uno da 10 spire alimentato a 3S e lo stesso motore avvolto a 20 spire e alimentato con 6S, hanno le stesse prestazioni. Se cambia qualcosa non dipende dai motori ma da quanto ci sta intorno: regolatori, fili esterni, batterie... Infatti se questi ultimi componenti sono sempre gli stessi, è chiaro che con la maggior corrente della prima configurazione dovranno dissipare di piu'.

Max

[claudio476]

Originalmente inviato da CiiiP

Rieccomi qui,
negli ultimi giorni ho fatto una serie di prove che vi mostrerò più sotto con risultati netti, a dire il vero per me inaspettati per certi versi.

EDF-2W
11,1 V
45 Ampere
500 Watt
800 gr di spinta statica



EDF-2W-25
22,2 V
40 Ampere
888 Watt
1500 gr di spinta statica

Così ci aiuti poco, hai messo la spinta e non i giri motore e per di più a manetta in entrambi i casi.

Per essere utile alla discussione devi cercare di misurare a parità di potenza erogata, ad esempio misurando i giri della girante o al limite la spinta che dovrebbe essere proporzionata ai giri.. non è il massimo della misurazione certificata, ma ci accontentiamo.

quindi se riesci, gentilmente ripeti il test, mettendo il gas a manetta nel caso di meno celle, misurando i giri a cui arriva la girante, poi.. mettere il doppio delle celle e aumentare la manetta fino a raggiungere i giri del precedente test. a quel punto potremo dire di più!

[CiiiP]

Originalmente inviato da claudio476

Così ci aiuti poco, hai messo la spinta e non i giri motore e per di più a manetta in entrambi i casi.

Per essere utile alla discussione devi cercare di misurare a parità di potenza erogata, ad esempio misurando i giri della girante o al limite la spinta che dovrebbe essere proporzionata ai giri.. non è il massimo della misurazione certificata, ma ci accontentiamo.

quindi se riesci, gentilmente ripeti il test, mettendo il gas a manetta nel caso di meno celle, misurando i giri a cui arriva la girante, poi.. mettere il doppio delle celle e aumentare la manetta fino a raggiungere i giri del precedente test. a quel punto potremo dire di più!

Purtroppo il test l'ho fatto a modello già chiuso, e quindi non posso misurare ne i giri, ne la temperatura. Ma ciò che volevo dimostrare è che se manteniamo la costante degli ampere e aumentiamo i volt, a parità di calore disperso si "dovrebbe" ottenere un maggior rendimento del motore sviluppato nell'aumento dei giri totali e forse nella coppia, su quest'ultimo non ne sono sicuro al 100% ma dovrebbe essere così.

[claudio476]

Originalmente inviato da milan

Se il motore non "vedesse" la maggior tensione come farebbe a produrre gli stessi giri di elica con meno Ah in ingresso? Se fosse cosi' avrebbe un rendimento mostruoso.

Umberto, Max ha ragione in quanto parla di tensione media, del resto lo conferma il fatto che i giri a cui arriva il motore sono gli stessi in entrambi i casi.

Quello che servirebbe, sono dei test adeguati con oscilloscopio alla mano, monitorando tensioni e correnti sulle fasi del motore. In questa maniera poteremmo capire quanti watt per unità di tempo vengono pompati nel motore. Ma è una misurazione tutt'altro che semplice, non tanto a livello materiale quanto a livello matematico.

[CiiiP]

Creo una piccola FAQ teorica di quello che si è detto fino ad ora, se ci sono cose sbagliate correggiamo.

Come posso raffreddare un brushless elettricamente? = Aumenta il numero di celle limitando la corsa del gas fino a mantenere lo stesso numero di giri, il risultato sarà di minore calore.

Come posso aumentare considerevolmente la potenza del mio motore brushless? = Non puoi, se un motore è nato per poter sopportare X ampere e Y giri, questi sono direttamente collegati con la potenza del motore, e amentarne la potenza farebbe sciogliere i filamenti di rame o rompere i cuscinetti.