Måling af den faktiske effekt af en elmotor på et testbænk
Effekten, der er angivet på en motorspecifikation eller en elscooters datablad, er sjældent den faktiske effekt, man opnår. Det kan være en maksimal effekt målt over få sekunder, en elektrisk effekt og ikke en mekanisk effekt, eller en værdi, der er angivet for markedsføringsformål. Den eneste måde at vide, hvad en motor yder, er at måle den. Det er formålet med en motorprøvebænk, som vi bruger til at optimere vores drivlinjer.
Det vigtigste
- Den mekaniske effekt beregnes ud fra momentet og rotationshastigheden, som måles samtidigt.
- Den elektriske effekt beregnes ud fra batteriets spænding og strøm.
- Forholdet mellem de to værdier angiver effektiviteten af motorens og controllerens samlede system.
- En måling giver kun mening i forhold til den tid, den varer: den effekt, der kan opretholdes i et minut, er ikke den samme som den, der kan opretholdes i fem sekunder.
Hvad måler en rullebænk?
En testbænk sætter motoren i rotation mod en justerbar belastning, en bremse eller en anden motor, der yder modstand, og måler løbende:
- drejningsmomentet, målt ved hjælp af en sensor placeret mellem motoren og belastningen;
- `rotationshastigheden, ved hjælp af en hastighedssensor;`
- Spændingen og strømmen ved indgangen til controlleren, batterisiden;
- Temperaturerne på motoren og controlleren.
Beregning af effekten
Mekanisk effekt er produktet af moment og rotationshastighed, udtrykt i radianer pr. sekund. I praksis: effekt i watt = moment i newton-meter × hastighed i omdrejninger pr. minut × 2π ÷ 60. En motor, der leverer 10 N·m ved 3.000 omdrejninger pr. minut, udvikler således omkring 3.140 W.
Den elektriske effekt er produktet af spændingen og batteriets strøm. Den er altid højere end den mekaniske effekt: forskellen omsættes til varme i motoren og controlleren. Forholdet mellem de to er kædens effektivitet. Vores guide om opvarmning af elmotoren forklarer, hvor disse tab kommer fra.
De kurver, der skal analyseres
- Drejningsmomentkurven i forhold til hastighed: Den er flad op til en vis hastighed, hvorefter den falder, når batterispændingen ikke længere er tilstrækkelig. Felt-afmagnetisering kan bruges til at udvide denne grænse.
- Effektkurven, som følger af dette.
- Effektivitetskurven, som viser i hvilke områder af moment og hastighed motoren yder bedst.
- Opvarmningstiden, som bestemmer den effekt, man kan opretholde over tid.
Maksimal effekt og kontinuerlig effekt
En motor kan levere meget kraft i et par sekunder, hvorefter det skal reduceres for at undgå overophedning. En ærlig specifikation angiver begge værdier, sammen med den tid, de gælder for. På et testbænk måles først den maksimale effekt, hvorefter der påføres en konstant belastning, indtil temperaturen stabiliseres, for at bestemme den kontinuerlige effekt.
Hvorfor sparer testbænken tid?
På et testbænk er betingelserne reproducerbare: samme belastning, samme starttemperatur, samme indstillinger. Her kan man justere controlleren, sammenligne to motorer, verificere detekteringen af motorens parametre eller finde årsagen til et rykk, uden at risikere maskinen eller føreren. Se vores guide om motordetektion.
Hvad Rage gør
Vi validerer vores drivlinjer på testbænk og på bane, med registrering af data. For en producent, en skole eller et laboratorium tilbyder vores ingeniørkontor disse tests og leverer styreenheder og telemetri til en testbænk. Se også vores side om ingeniøruddannelser og forskning.
Værkstedstip.
Når du sammenligner to motorer, skal du altid spørge, hvad effektangivelsen refererer til: er det mekanisk eller elektrisk effekt, er det maksimal effekt eller kontinuerlig effekt, ved hvilken spænding, og i hvor lang tid. Uden disse præciseringer kan to effektangivelser ikke sammenlignes.
For den generelle fremgangsmåde for et projekt, se vores guide om, hvordan man elektrificerer en maskine, og hvor man skal starte.
Ofte stillede spørgsmål
Kan man måle effekten af en elektrisk scooter uden en effektmåler?
Man kan estimere den elektriske effekt ud fra spændingen og strømmen, som controlleren viser, eller effekten ved hjulet ved at måle accelerationen. Disse estimater er mindre præcise end en måling foretaget i et laboratorium.
Hvorfor er den målte effekt lavere end den annoncerede effekt?
Ofte skyldes det, at den angivne værdi er en maksimal effekt, eller en elektrisk effekt, der inkluderer tab. Et batteri, der er halvt opladet, leverer også mindre effekt end et fuldt opladet batteri.
Hvad er effektiviteten af en motor?
Det er forholdet mellem den mekaniske effekt, der leveres, og den elektriske effekt, der forbruges. Resten af energien går tabt som varme i motoren og controlleren.
Kan du teste en motor for os?
For et professionelt eller skoleprojekt, ja: præsenter dit projekt for vores ingeniørteam.