MESURES Ri, Kv, Io et rendement

Pour un Brushless

Index Brushless


par Louis FOURDAN


Mise à jour V6 du 7 Avril 2005 Document en PDF MESURES-BLDCv6b (89Ko)
en word




Juin 2003 cette page web inclus les photos, elles ne sont pas dans les fichiers, par contre le texte de cette page c'est la version V1 donc téléchargé la V6 en attendant que je mette à jour la page.

Mesure de résistance interne (préliminaire statique)

Outillage :
Alimentation VI rectangulaire, Voltmètre, Ampèremètre

Méthodologie
En fonction de la puissance du moteur, donc de sa résistance interne choisir un couple
Courant max – Tension max, par exemple Imax 1 A et Vmax = 3 V

Ne pas « tuer » le moteur par une intensité trop forte et inadaptée, baisser la tension / nominale !!
Soient Ph1, Ph2 et Ph3 les trois fils (phases) du moteur brushless.

Relier 2 phases aux bornes + et – (sens indifférent), mesurer la tension aux bornes.
Le moteur brushless NE PEUT PAS TOURNER avec une seule phase !!
INUTILE DE LE BLOQUER !! il peut juste grogner un coup et s’équilibrer en position.

Faire 3 mesures phases 1-2, phases 1-3, phases 3-2. Calculer la moyenne.

Exemple
On ajuste Imax = 1 A , on mesure V = 0.568 V , on calcule Ri = 0.568 ohm
« Puissance de la mesure » 0.568 watt

Astuces
Faire une mesure au vol, rapide par ON-OFF de l’alimentation pour éviter de chauffer le bobinage
Ainsi la résistance est mesurée à l’ambiante, plutôt qu’à une température inconnue !
En fonction de la température la résistance du cuivre augmente
Rappel : Ri = rho L/S
rho = résistivité (resistivity) micro-ohm-cm et coefficient de température Ct /°C)
Cu @ 20°C rho = 1.7241 Ct = +0.0039 /°C

Ref : Calculateur de Ri (données longueur et section) « Electrical conductivity »

Ref : Calculateur de Ri (données longueur et section) « Electrical conductivity »

http://www.mogami-wire.co.jp/e/cad/wire-gauge.html
http://www.allmeasures.com/Formulae/static/materials/12/electrical_conductivity.htm


Mesures sans couple résistant (à vide)

Outillage :
Alimentation VI rectangulaire, Voltmètre, Ampèremètre
Contrôleur-variateur
Emetteur Radio + récepteur ou Simulateur de servo (lecture pulse ms)
Tachymètre optique
Support moteur
Fausse hélice pas nul (petite plaque époxy avec 2 réflecteurs « alu »)





Montage :
Monter le moteur sur un support (fixation + étau), connecter le variateur 3ph
Fixer la plaquette (fausse hélice « dummy ») sur l’axe
Brancher radio, récepteur ou simulateur servo avec le variateur
Tension – courant A L’ENTREE du variateur (courant continu)

Méthodologie
Régler la tension (variable dans un tableau)
Manche en position stop, mesurer I (moteur arrêté)
Manche au max (full) , mesurer I et vitesse de rotation (rpm ou tour/minute)

Exemple
ESC Model Motors 18e+3ph + fils avec moteur brushless MFLY (proto. à faible Kv)
Radio Eclipse 7 + Hitec Rx Micro 555 72.250 MHz

V rpm (full) mA(full) mA(stop-neutre) Kv
6 3000 204 37 500
7 3520 220 37.5 503
8 4040 235 38 505
9 4540 254 38.5 504
10 5040 265 39 504
11 5545 280 39.5 504.1
12 6075 294 40 506


Kv = 504 rpm/V
Io = 265 mA (à 10 V)



Mesures sur une hélice d'avion

Outillage :
Alimentation VI rectangulaire, Voltmètre, Ampèremètre
Contrôleur-variateur
Emetteur Radio + récepteur ou Simulateur de servo (lecture pulse ms)
Tachymètre optique
Support moteur
Hélices diverses et adaptateurs d’hélices (voir MP-Jet)

Méthodologie
Régler la tension
Manche au max (full) , mesurer I et vitesse de rotation (rpm ou tour/minute)
Mesurer la poussée sur un système « balance »
Support direct sur balance de ménage (mesure par différence de poids ON-OFF)
Plateau oscillant sur quatre suspentes (mesure d’angle et calcul trigonométrique)
Voir http://www.legallou.com/Technique/Outils/Bancdemesure/banc.html
Bras rigide pivotant sur axe horizontal (mesure d’angle et calcul trigonométrique)
Cette dernière solution c) permet une transmission vers PC (par potentiomètre ou codeur angulaire)

Exemple
Hélice APC 9x6

V rpm mA g W (P_in)
10 4165 1980 160 19.8



Par tâtonnement (avec Astrobob.exe) on recherche le coefficient de poussée de la formule de Boucher,
(voir sur http://aeroelectric.toutlemodelisme.com)
pour trouver la même poussée (données rpm et dimensions hélice)
Ici on trouve environ 1.45
Le logiciel donne alors P_out = 16.6 W
D’où P_out / P_in rendement environ 84 %

Ce rendement INCLUT les pertes du variateur brushless

Une autre mesure plus difficile sur banc spécifique permettrait d’obtenir le « couple »
Et d’en déduire la puissance hélice (P_out) par le produit « couple x vitesse »

Eventuellement comparer à MOTOCALC si la base de données contient le moteur, sinon entrer les paramètres mesurés.

Remarques sur la précision
Toutes les mesures sont entachées d’incertitudes liées à la classe de précision des appareils (V, I, tachymètre, balance). De plus certaines « fluctuations de mesure » diverses sont à « moyenner ».
Au total l’incertitude peut être facilement de l’ordre de ±5 %


LA METHODE COMPARATIVE DE PLUSIEURS MOTEURS SUR LA MEME HELICE
EST
PAR CONTRE TRES « JUSTE »