Medir a potência real de um motor elétrico em um dinamômetro
A potência indicada em uma ficha técnica de um motor ou de uma scooter elétrica raramente corresponde ao valor real obtido. Pode ser uma potência máxima alcançada por alguns segundos, uma potência elétrica e não mecânica, ou um valor comercial. A única maneira de saber o que um motor realmente faz é medi-lo. É para isso que serve o dinamômetro, que utilizamos para otimizar nossos sistemas de propulsão.
O essencial
- A potência mecânica é calculada a partir do torque e da velocidade de rotação, que são medidos simultaneamente.
- A potência elétrica é calculada a partir da tensão e da corrente da bateria.
- A relação entre os dois valores indica a eficiência do conjunto motor e controlador.
- Uma medição só faz sentido quando considerada em relação ao seu tempo de duração: a potência mantida por um minuto não é a mesma que a potência mantida por cinco segundos.
O que um dinamômetro mede
Um dinamômetro faz girar o motor contra uma carga ajustável, um freio ou um segundo motor que oferece resistência, e mede continuamente:
- **o torque (força de torção)**, com um sensor posicionado entre o motor e a carga;
- `a velocidade de rotação, com um sensor de velocidade;`
- **a tensão e a corrente** na entrada do controlador, no lado da bateria;
- **As temperaturas** do motor e do controlador.
O cálculo da potência
A potência mecânica é o produto do torque pela velocidade de rotação, expressa em radianos por segundo. Na prática: potência em watts = torque em newtons-metros × velocidade em rotações por minuto × 2π ÷ 60. Um motor que fornece 10 N·m a 3.000 rotações por minuto desenvolve, portanto, aproximadamente 3.140 W.
A potência elétrica é o produto da tensão pela corrente da bateria. Ela é sempre superior à potência mecânica: a diferença se dissipa em calor no motor e no controlador. A relação entre as duas é a eficiência do sistema. Nosso guia sobre o aquecimento do motor detalha de onde vêm essas perdas.
As curvas a serem analisadas
- A curva de torque em função da velocidade: constante até uma certa velocidade, e depois decrescente quando a tensão da bateria não é mais suficiente. O desmagnetização permite adiar esse limite.
- A curva de potência, que resulta disso.
- O gráfico de desempenho, que mostra em quais áreas de torque e velocidade o motor funciona melhor.
- A duração do aquecimento, que define a potência que se pode manter por um determinado período.
A potência máxima e a potência contínua
Um motor pode fornecer muita potência por alguns segundos, mas então precisa reduzir para evitar superaquecimento. Uma ficha técnica confiável deve indicar ambos os valores, juntamente com a duração para cada um. Em um dinamômetro, medimos a potência máxima e, em seguida, mantemos uma carga constante até que a temperatura se estabilize, para determinar a potência contínua.
Por que o dinamômetro economiza tempo
Em um dinamômetro, as condições são reproduzíveis: mesma carga, mesma temperatura inicial, mesmas configurações. É possível ajustar o controlador, comparar dois motores, verificar a detecção dos parâmetros do motor ou investigar a causa de uma falha, sem arriscar a máquina ou o piloto. Consulte nosso guia sobre a detecção do motor.
O que a Rage faz:
Validamos nossos sistemas de tração em bancada e em circuito, com registro de dados. Para fabricantes, escolas ou laboratórios, nosso departamento de engenharia oferece esses testes e fornece os controladores e a telemetria de uma bancada de testes. Consulte também nossa página destinada a escolas de engenharia e pesquisa.
Dica para a oficina.
Ao comparar dois motores, sempre pergunte a que se refere o valor de potência: é potência mecânica ou elétrica, é a potência máxima ou a potência contínua, a que tensão e por quanto tempo. Sem essas informações, dois valores não podem ser comparados.
Para a metodologia geral de um projeto, consulte nosso guia "Como eletrificar uma máquina: por onde começar".
Perguntas frequentes
É possível medir a potência de uma scooter elétrica sem um dinamômetro?
É possível estimar a potência elétrica a partir da tensão e da corrente exibidas pelo controlador, ou a potência na roda através de uma medição de aceleração. Essas estimativas são menos precisas do que uma medição realizada em um dinamômetro.
Por que a potência medida é menor do que a potência anunciada?
Frequentemente, o valor anunciado representa a potência máxima, ou a potência elétrica que inclui as perdas. Uma bateria com metade da carga também fornece menos potência do que uma bateria totalmente carregada.
Qual é a eficiência de um motor?
É a relação entre a potência mecânica fornecida e a potência elétrica consumida. O restante é dissipado como calor no motor e no controlador.
Você poderia testar um motor para nós?
Para um projeto profissional ou escolar, sim: apresente seu projeto ao nosso departamento de engenharia.