Mäta verkningsgrad på elmotor

Jerpa · Inlägg av **Jerpa** » 31 oktober 2007, 10:59:27

Hej!

Jag har ett litet problem. Jag har en likströmsmotor som jag inte vet verkningsgraden på. Skulle vilja veta hur verkningsgraden ser ut vid olika belastningar samt olika varvtal (olika driftspunkter helt enkelt).

Jag har följande att använda:
3 st elmotorer som är likadana
2 strömkällor, reglerbara.
4 multimetrar
varvtalsmätare
ett antal olika motstånd.

Hur ska detta kopplas för att kunna mäta upp verkningsgraden? Gärna så att jag kan mäta verkningsgrad vid ett visst varvtal och en viss ineffekt.

tacksam för svar

v-g · Inlägg av **v-g** » 31 oktober 2007, 11:51:37

Vad vill du uppnå? Normalt så behöver man bara veta effektbehovet (för dimensionering av styrnig etc) vill du veta i vilket område motorn går bäst eller vad?

Annars kanske du kunde köra mot ett känt motstånd tex en fläkt eller impeller som du mätt upp med tex en axel med pålindad vikt. Dvs du hänger på en vikt på en (ganska lång) lina och sen vindar upp den på en axel och ser hur fort detta fungerar då vet du effektbehovet för just detta varvtal.

Kanske är för omständigt jag vet inte. Alternativt kan man lyfta en vikt direkt med motorn men inte så kul när det kommer till linans ände.

Jerpa · Inlägg av **Jerpa** » 31 oktober 2007, 12:20:57

v-g skrev:Vad vill du uppnå? Normalt så behöver man bara veta effektbehovet (för dimensionering av styrnig etc) vill du veta i vilket område motorn går bäst eller vad?

Precis. Jag skulle vilja jämföra lite olika områden och se verkningsgraderna där.

Jerpa · Inlägg av **Jerpa** » 31 oktober 2007, 12:27:21

Jag hade en idé om att mekaniskt koppla ihop motoraxlarna och köra dem mot varandra, för att på något sätt få ut verkningsgraden genom att mäta skillnader i ineffekt på motorerna. Det är axeleffekten på motorn jag verkligen vill ha reda på.

Går det att göra på det sätt jag tänkt mig, och hur skulle man mäta upp detta mer exakt?

prototypen · Inlägg av **prototypen** » 31 oktober 2007, 12:33:26

Sätt en broms på motoraxeln och mät vridmomentet (pinne på bromsen mot en våg) med känd längd på pinnen, resultatet från vågen och varvtalsmätaren så får du effekten.

Bromsar du hårt så kommer vridmomentet att öka men då går varvtalet ner och därmed effekten.

Protte

Jerpa · Inlägg av **Jerpa** » 31 oktober 2007, 12:57:14

prototypen skrev:Sätt en broms på motoraxeln och mät vridmomentet (pinne på bromsen mot en våg) med känd längd på pinnen, resultatet från vågen och varvtalsmätaren så får du effekten.

Bromsar du hårt så kommer vridmomentet att öka men då går varvtalet ner och därmed effekten.

Protte

skulle du kunna förklara den här idén lite mer exakt? Det är små likströmsmotorer vi pratar om, med små axlar. En mer exakt förklaring om hur vi ska mäta upp momentet så vore jag jätteglad!

prototypen · Inlägg av **prototypen** » 31 oktober 2007, 16:44:26

På motoraxeln fäster du lämpligen en plåtskiva, en skivbroms. I mitten av skivan lagras en arm, änden på armen ska ligga på en våg (brevvåg - badrumsvåg, beroende på moment). På armen i kanten på skivan sitter det en klämma med bromsbelägg, klämman går att skruva åt för att öka bromsmomentet.

Vågen kommer att ge en kraft och armens längd, Moment = kraft x armlängd.

Axeleffekt = moment x varvtal.

Noxin · Inlägg av **Noxin** » 31 oktober 2007, 17:14:51

Om motorn inte är speciellt stark så räcker det att klämma åt runt axen med någon lämplig anordning.

xxargs · Inlägg av **xxargs** » 31 oktober 2007, 22:12:26

Linda några varv med en tråd på axeln och en vikt i ändan på tråden, rotationsriktningen skall vara så att den vill lyfta tråden med vikten, och då samtidigt lossa på lindningsvarven så att det börja slira på axeln.

Då kan du med vikten precis bestämma med vilken vridmoment motorn måste vrida innan det börja slira och det hela är tämligen vartalsokänsligt

med 'F=BIL' kan du få fram motorns sk 'BL-konstant', som även kallas motorkonstant och säger helt enkelt hur mycket vridmoment du får per ampere ström genom motorn.

Med uppmätt resistans så kan du räkna ut hur mycket förluster lindningarna ger per ampere - som omvandlas direkt till värme.

sedan kommer man till det knepiga som virvelströmsförluster i magnetmaterial, lagerförluster, ventilationsförluster, metall/kolborsfriktionstförluster (som kan vara ganska stora, kanske 10% av en likrstömsmotors verkningsgrad) etc. etc. och är definivt varvtalsberoende.

Den delen kan till en del räknas ut (med kännedom om de andra värdena) med tomgångsskörning med vartalsmätning, ström och spänningsmätning samtidigt.

----

F=BIL

F = kraft i Newton
B = magnetiska flödet
I = ström i ampere
L = längd på ledare i magnetflödet B)

F/I = BL, 'BL' är då motorkonstanten med 'B' och 'L' ihopräknade redan och utan kännedom av värdena på just 'B' och 'L' i detalj.

---

Elmotorer som används inom elmodellflyg kan ha upp till 97% verkningsgrad, men billiga små DCelmotorer ala i leksaker brukar ha en berövlig verkningsgrad på långt under 50%...