Het meten van het werkelijke vermogen van een elektromotor op een testbank
De vermogensspecificaties die op een motor- of scooterhandleiding staan, komen zelden overeen met de werkelijke prestaties. Het kan gaan om een piekvermogen dat slechts enkele seconden wordt gehaald, een elektrisch vermogen en niet een mechanisch vermogen, of een commerciële waarde. De enige manier om te weten te komen wat een motor daadwerkelijk levert, is om deze te meten. Dat is de functie van een vermogensbank, die we gebruiken om onze aandrijflijnen te optimaliseren.
Het belangrijkste
- Het mechanische vermogen wordt berekend op basis van het koppel en de rotatiesnelheid, die tegelijkertijd worden gemeten.
- Het elektrische vermogen wordt berekend op basis van de spanning en de stroom van de batterij.
- De verhouding tussen de twee geeft de efficiëntie van de aandrijflijn weer, inclusief de motor en de controller.
- Een meting is alleen zinvol in combinatie met de duur: het vermogen dat gedurende een minuut wordt gehandhaafd, is niet hetzelfde als het vermogen dat gedurende vijf seconden wordt gehandhaafd.
Wat meet een testbank?
Een vermogensdyno laat de motor draaien tegen een instelbare belasting, een rem of een tweede motor die weerstand biedt, en meet continu:
- het koppel, met een sensor geplaatst tussen de motor en de belasting;
- de rotatiesnelheid, met een snelheidsensor;
- **De spanning en de stroom** aan de ingang van de controller, aan de kant van de batterij;
- `de temperaturen van de motor en de controller.`
De berekening van het vermogen
Het mechanische vermogen is het product van het koppel en de rotatiesnelheid, uitgedrukt in radialen per seconde. In de praktijk: vermogen in watt = koppel in newton-meter × snelheid in omwentelingen per minuut × 2π ÷ 60. Een motor die 10 N·m levert bij 3.000 omwentelingen per minuut, levert dus ongeveer 3.140 W.
De elektrische vermogen is het product van de spanning en de stroom van de batterij. Het is altijd hoger dan het mechanische vermogen: het verschil gaat verloren als warmte in de motor en de controller. De verhouding tussen de twee is de efficiëntie van de aandrijflijn. Onze handleiding over verwarming van de elektromotor legt uit waar deze verliezen vandaan komen.
De te meten curves
- De koppelcurve als functie van de snelheid: vlak tot een bepaalde snelheid, waarna deze afneemt wanneer de batterijspanning niet meer voldoende is. Field weakening maakt het mogelijk om deze limiet te verhogen.
- `De vermogenscurve, die hieruit voortvloeit.`
- De prestatiekaart, die laat zien in welke zones van koppel en snelheid de motor het beste presteert.
- De opwarmtijd, die bepaalt hoeveel vermogen men gedurende een bepaalde tijd kan leveren.
Het piekvermogen en het continu vermogen
Een motor kan veel vermogen leveren gedurende enkele seconden, maar moet daarna afkoelen om oververhitting te voorkomen. Een eerlijke specificatie geeft beide waarden, samen met de duur. In een testopstelling wordt eerst het piekvermogen gemeten, en vervolgens wordt er een constante belasting aangehouden totdat de temperatuur stabiliseert, om het continue vermogen te bepalen.
Waarom bespaart de testopstelling tijd?
Op een testbank zijn de omstandigheden reproduceerbaar: dezelfde belasting, dezelfde starttemperatuur, dezelfde instellingen. Hier kan de controller worden afgesteld, twee motoren met elkaar worden vergeleken, de detectie van de motorparameters worden gecontroleerd of de oorzaak van een schok worden gezocht, zonder de machine of de bestuurder in gevaar te brengen. Bekijk onze handleiding over de detectie van de motor.
Wat Rage doet:
Wij testen onze aandrijflijnen zowel in de laboratoriumomgeving als op het circuit, met het registreren van gegevens. Voor fabrikanten, scholen of laboratoria biedt ons onderzoeksbureau deze tests aan en levert de controllers en de telemetrie voor een testbank. Bekijk ook onze pagina voor ingenieursopleidingen en onderzoek.
Werkplaats tip:
Bij het vergelijken van twee motoren, vraag altijd waarop het vermogenscijfer betrekking heeft: mechanisch of elektrisch, piekvermogen of continu vermogen, bij welke spanning en gedurende welke tijd. Zonder deze specificaties zijn twee cijfers niet vergelijkbaar.
Voor de algemene werkwijze van een project, zie onze handleiding "Hoe een elektrische machine elektrificeren: waar te beginnen".
Veelgestelde vragen
Kan de vermogen van een elektrische scooter gemeten worden zonder een vermogensbank?
De elektrische vermogens kunnen worden geschat op basis van de spanning en stroomwaarden die door de controller worden weergegeven, of het vermogen op de wielas kan worden bepaald door een acceleratiemeting. Deze schattingen zijn echter minder nauwkeurig dan een meting in een testopstelling.
Waarom is het gemeten vermogen lager dan het aangekondigde vermogen?
Vaak komt dit doordat de aangegeven waarde een piekvermogen is, of een elektrisch vermogen dat de verliezen omvat. Een batterij die half is opgeladen levert ook minder vermogen dan een volledig opgeladen batterij.
Wat is de efficiëntie van een motor?
Het is de verhouding tussen het mechanische vermogen dat wordt geleverd en het elektrische vermogen dat wordt verbruikt. De rest gaat verloren als warmte in de motor en de controller.
Kunt u een motor voor ons testen?
Voor een professioneel project of een schoolproject: presenteer uw project aan ons engineeringbureau.