作者Engine (居量反转)
看板NTUAviation
标题马达效率估算
时间Sat Apr 24 00:35:21 2004
必备工具:转速计 电流和电压计
先定义几个名词:
空转电流 :输出扭力为零时的电流(为转速的函数)
运转效率 :实际转速/空载理论转速(等於 外接电压*KV值)
铁损 :马达矽钢片的磁滞和涡电流损耗
kv值 :每加1v电压,能增加的空转转速
马达如果不计铁损和摩擦损耗的话,所得的效率就会很接近运转效率
了,网路上找的到的一般测试只有运转效率,比较好一点的估计法是这样:
效率=(运转电流-空转电流)/运转电流 * (运转转速)/(无电流转速)
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
机械效益(实际扭力/理论扭力) 电效益(线圈实际作功/电源作功)
前面一项是机械效益(己把铁损的阻力计入),後面一项是电效益,後项大约相当
於运转效率,电流愈小机械效益愈低而电效益愈高,所以会有一转速或电流的最佳
值,要求最佳效益电流可以用下式(只是不同表示法)计算之:
效率=(运转电流-空转电流)/运转电流 * (电压-内阻*运转电流)/电压
可以求得不同电压下的最佳效率电流值,基本上有一个趋势,电压愈高效率会
增加,这在无刷马达是对的,在碳刷马达则还有碳刷的接触和换相火花损耗,
就比较复杂了,不过使用无刷马达也不能一昧加电压,因为转轴有转速限制,
电变的BEC也有电压限制。
如果有内阻和空转电流的数据就可以直接算,(不过很可惜的,除了hacker的网
页,其它的不是只有内阻就是只有空转电流-_-|||,搞笑...)
内阻可以用转差和电流的关系计算,马达接上螺旋桨,前後转速差为转差,
(转差/kv值)/电流差值=内阻
这样要算效率就方便多了,只要试一支桨就行了,同时:
(电压-内阻*运转电流)*kv值,为此时的转速
电压*电流*效率,为此时的功率
利用螺旋桨功率和转速的计算程式,平衡两者的功率,此时的转速比即应用的
齿比,选定齿比时,则可以用来配桨。
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以上,
以下写给对最佳化有兴趣的人看的....
功率和效率如何取舍要看电池的功率密度而定,同样可以针对动力系的最大功率密度
进行最佳化:
不同功率输出时:
电池重量=功率/电池功率密度/效率
求电流使: 功率/(马达重+电池重) 为最大,即最大的总功率密度
基本上是电池愈烂,效率愈重要......
这样就是这组搭配最暴力的方式了,不要用机体总功率密度为指标,因为会受到改变
机体的推进重量比影响,结果就是操马达到爆最好。
这意思就是说,硬操马达来拼推力,不如使用另一组更有效率的搭配,可以在同样的
推进重量比下有更大的总功率密度。
注:推进重量比为 动力系重量/机体总重量,在这里可以用来当作结构设计效率的
指标,意思是酬载/总重。(这个例子下,平常不是这样用的)
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