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标题: 无刷电机的效率太让我吃惊了！ [打印本页]
作者: rickyshen    时间: 2009-9-5 00:14
标题: 无刷电机的效率太让我吃惊了！
5060CA-10 16*8 APC


4037转速   184W  输入功率 效率77％
5012转速   370W  输入功率 效率81.6%
6222转速   760W  输入功率 效率68％
6696转速 1000W 输入功率 效率 65.34％
6934转速 1100W 输入功率 效率 65.9%




我用的好盈高压版电调驱动双天5060CA－10电机（标称功率1750W），发现电机5000转左右效率能达到80%以上，但超过5000转到8000转（输出功率1200W），效率降低到惊人的55%，后来又换了AIX电机测试，情况也是如此。请问是电调设计有问题还是电机效率在高功率的情况下磁饱和严重，造成效率低下？

双天5060CA－10外传大电机都是14个磁极的，我测量效率的方法如下：
老鹰树LOG记录仪记下电流电压和转速，PAC桨对应公式中转速得出输出功率/LOG记录仪中的输入功率＝效率。


难道是500W以上就出现涡流损耗或者磁饱和了？

在这里我想问的是：不同品牌设计的电调会有不同的效率结果，或者无刷电机就有如此是正常的？
作者: rickyshen    时间: 2009-9-5 00:16
补充：5060CA-10 14*10 APC
4969 223W 85.6%
6479 515W  82%
7749 980W 73.8%
8886 1620W 67%

S4120 16*8 APC
   
另外一家所谓的高性能电机表现更差：APC16*8E
2538  56W 63.57%
4083 200W 74.1%
5450 490W 71.8%
6934 1200W 60.48%
8100 2365W 48%
作者: rickyshen    时间: 2009-9-5 00:16
已经发现问题了，双天这款电机适用功率在600W以内还是效率蛮高的，最进新入Scorpion S-5525-195KV ，改天上测试数据。此外好盈电调效率低，拆开看居然是P＋N沟道的解决方案（75A高压版，严重将我们模友当白痴），换了ztw效率好了2－3个百分点。

[ 本帖最后由 rickyshen 于 2009-9-9 23:30 编辑 ]
作者: lxl82511    时间: 2009-9-5 00:57
等待高人回答:em20:
作者: nirdino    时间: 2009-9-5 01:07
能说明下测试方法和原理么。
作者: KGy    时间: 2009-9-5 01:08
请问70%-80%效率的时候输入电流是多少？跟标称值的差距有多大？
作者: rickyshen    时间: 2009-9-5 01:15
原帖由 KGy 于 2009-9-5 01:08 发表 请问70%-80%效率的时候输入电流是多少？跟标称值的差距有多大？
这个我当时懒得记了，因为老鹰树直接通过电压和电流算出输入功率的，输出功率是用Drive Calculator这个软件算出来的。用10S 5000mAH 35C Lipo测试的。都没敢推满油。后面效率太低，电机太烫怕消磁。

还有就是进角用的默认15度，回头换进角试一试

[ 本帖最后由 rickyshen 于 2009-9-5 01:16 编辑 ]
作者: KGy    时间: 2009-9-5 01:21
两个可以尝试的：
1，换小桨减轻负载用高速换功率，看能否以较高效率输出大功率。
2，调高电调开关频率避免电机在PWM周期中有磁饱和情况。不过我凭感觉认为大电机应该不需要太高的开关频率，只有小的高KV电机需要这个。。。计算上不懂，只知道大概。反正线圈自感越小的，开关频率要高。
作者: kulewei    时间: 2009-9-5 01:33
看得眼花
作者: zxr5737436    时间: 2009-9-5 10:44
好多数字
作者: 神圣军医    时间: 2009-9-5 11:47
我觉得楼主比较是不太对的
效率77%时，输出功率只有141.68W，效率65.9%时，输出功率达到724.9W
物理学基本结论是，效率为50%时，输出功率最大，效率和功率是非线性的
作者: rickyshen    时间: 2009-9-5 12:24
原帖由 神圣军医 于 2009-9-5 11:47 发表 我觉得楼主比较是不太对的效率77%时，输出功率只有141.68W，效率65.9%时，输出功率达到724.9W物理学基本结论是，效率为50%时，输出功率最大，效率和功率是非线性的


我所标称的都是输入功率，你们要输出功率数据自己在软件里套转速和桨就可以得到了。

看来玩航模的要求都不高，算了，不讨论了。
作者: 甜菜    时间: 2009-9-5 16:48
用固定桨叶的话，它有个固定的转速达到最佳效能的，楼主是不是用的PAC桨对应公式的问题啊，根据转速测功率的公式不容易写的，PAC桨对应公式应该是某个转速区间下的吧（如5000转左右）
作者: keke899    时间: 2009-9-5 17:08
数值是正常的　建议不同进角,　不同大小桨,不同油门都做次比对　.把测得数据拿上来分享
作者: KGy    时间: 2009-9-5 20:42
原帖由 神圣军医 于 2009-9-5 11:47 发表
我觉得楼主比较是不太对的
效率77%时，输出功率只有141.68W，效率65.9%时，输出功率达到724.9W
物理学基本结论是，效率为50%时，输出功率最大，效率和功率是非线性的

楼主比较的是不同“油门开度”状态下的效率，没法一概而论。而且兴许油门没到全开，效率就会跌破50%，因为桨吸收的扭矩跟转速之间也不是线性关系。
楼主轻易放弃实验，太可惜了。
作者: gzdcco    时间: 2009-9-6 01:02
:em20:
作者: KGy    时间: 2009-9-6 10:51
其实任何电机都能用在较高效率和很低效率的工作点上。
关键是看最高效率是多少，以及较长时间、较高效率工作状态下最大功率是多少。
作者: yml    时间: 2009-9-7 10:00
:em04:
作者: 菜青虫    时间: 2009-9-7 18:19
不懂，纯围观！
作者: abc127    时间: 2009-9-9 02:23
楼上,我跟你一起围!!!
作者: 海上翼    时间: 2009-9-9 12:00
这个问题出在负载不匹配上。
首先需要弄清楚的是电动机的输出扭矩是有限的， 超过的话效率将急剧下降。
换句话说，如果一个电机在特定转速下设计扭矩是1NM，此时效率依然可以达到80%。
但你给它装了个2NM的负载，那么就肯定超载，表现出来的必定是效率下降和严重发热。

应该匹配适当的负载去检验其效率。
螺旋桨的扭矩是和转速成正比的，转速越高，扭矩越大。因此转速一提高，就有可能超出电机的正常使用扭矩。所以不能拿一个桨去检验电动机的所有可达转速范围。高速下应该用较小的桨（直径缩小或者调整桨矩或者叶片面积变小）。

另外一个方面，即使扭矩不变，单单提高转速就可增加功率。同一个无刷电机，依然可以在设计范围内的大功率下实现高效率。问题的关键在于负载要匹配。
作者: 铜河    时间: 2009-9-9 15:17
这个测试意义何在？
作者: Himalaya    时间: 2009-9-9 18:25
原帖由 甜菜 于 2009-9-5 16:48 发表
用固定桨叶的话，它有个固定的转速达到最佳效能的，楼主是不是用的PAC桨对应公式的问题啊，根据转速测功率的公式不容易写的，PAC桨对应公式应该是某个转速区间下的吧（如5000转左右）

正解。机械功率如此计量?? 你知道流体性质的不确定性........
建议做一组齿轮提重物，要准确得多。
作者: keke899    时间: 2009-9-9 21:42
楼上的真会开玩笑,　说提重物测量谈何容易.
要知道测量几百上千瓦的机械功可不是简单之事
.搞不好有生命危险.　虽然流体存在很多不确定性因素.但还是有一定规律可循的　
作者: shadowsnow    时间: 2009-9-10 00:14
晕，终于看完
作者: Himalaya    时间: 2009-9-10 16:41
原帖由 keke899 于 2009-9-9 21:42 发表
楼上的真会开玩笑,　说提重物测量谈何容易.
要知道测量几百上千瓦的机械功可不是简单之事
.搞不好有生命危险.　虽然流体存在很多不确定性因素.但还是有一定规律可循的　


兄台有何建设性意见？？洗耳恭听。

首先，测不准的话，不如不测。

1KW 没什么，只能一秒内提一顿重物升高0.1m而已。关键是它可信，比弄个不知道桨效的扇叶呼呼吹风要靠谱得多。（风动能如何计测？风量如何度量？有多少电力在扇叶风切变中加热了空气？如何测得........）

兄台若无其它提议，我再来一个：水泵提水。
单位时间内测得提升的水量和高度即得到做了多少功，泵叶效率可通过测量水温的变化，配合比热容轻易计算出来。电机输出的机械能，除了提水就是发热，没有其它去处。
作者: keke899    时间: 2009-9-10 16:49
标题: 楼上不知道吗
测功是不需要什么桨效的， 只用知道阻力跟转速就可以了:em15:
作者: keke899    时间: 2009-9-10 16:53
标题: 正计划做个简易测功机
构思中……:em03:
作者: Himalaya    时间: 2009-9-10 16:57
原帖由 rickyshen 于 2009-9-5 00:14 发表

6934转速 1100W 输入功率 效率 65.9%

那么将有 1100W*(1-0.659) = 375.1W 的发热功率。你知道区区20W的烙铁是什么温度，那375W的发热体........ 是时候审视测量方法。

原帖由 keke899 于 2009-9-10 16:49 发表
测功是不需要什么桨效的， 只用知道阻力跟转速就可以了:em15:

OK，那么您如何知道阻力？靠某个公式理论计算（而不是测量）？您所用PAC桨是理想桨？

[ 本帖最后由 Himalaya 于 2009-9-10 17:01 编辑 ]
作者: keke899    时间: 2009-9-10 17:00
标题: 什么是整体飞行效率
电机效率X机械效率X螺旋桨效率X机翼效率 等 :em15:
作者: keke899    时间: 2009-9-10 17:10
原帖由 Himalaya 于 2009-9-10 16:57 发表

那么将有 1100W*(1-0.659) = 375.1W 的发热功率。你知道区区20W的烙铁是什么温度，那375W的发热体........ 是时候审视测量方法。

不奇怪的， 你玩船知道，没有水冷电机将如何糟糕，我们经常用到的计算速度转速的公式电机效率常常会用到80%以上，我不知道这公式怎么得来，有没理论支撑，或只是玩家一个经验总结？这难免会有误导。实际效率其实要低得多。 而空模电机，有很好的风冷效果因此不会很热。
作者: keke899    时间: 2009-9-10 17:16
原帖由 Himalaya 于 2009-9-10 16:57 发表

那么将有 1100W*(1-0.659) = 375.1W 的发热功率。你知道区区20W的烙铁是什么温度，那375W的发热体........ 是时候审视测量方法。


OK，那么您如何知道阻力？靠某个公式理论计算（而不是测量）？您所用PAC桨是理 ...

多学理论是没错的，阻力的计算当然可以在流体力学力找到相关公式，而把这些公式整合到一个软件不是什么难事，所以…………
作者: 348826281    时间: 2009-9-10 17:53
手头有450的尾桨组就能搞定机械测功，靠变距调整扭矩，功率再大就接主旋翼
另需要测量扭矩和转速，扭矩需要做个可旋转的电机座，接上电子称就有扭矩数值了

一直想做个，但没条件，谁做好了帮忙把测试结果发上来

rcgroups上是用飞轮的惯性做机械载荷，转速靠采集电机和电调连线里的脉冲，扭矩是角加速度后乘以飞轮转动惯量得到的
作者: LGD0629    时间: 2009-9-11 07:01
有点晕
作者: 水箱    时间: 2009-9-13 02:03
原帖由 海上翼 于 2009-9-9 12:00 发表
这个问题出在负载不匹配上。
首先需要弄清楚的是电动机的输出扭矩是有限的， 超过的话效率将急剧下降。
换句话说，如果一个电机在特定转速下设计扭矩是1NM，此时效率依然可以达到80%。
但你给它装了个2NM的负载， ...

说到点上了，我们现在不看电机，看看汽车发动机，现在在卖的汽车里，在说明动力配置的时候，都有提到最大功率和最大扭矩，而产生最大功率时的转速和产生最大扭矩时的转速并不是相同的，这样来看问题，是不是容易明白一点？放到电机上看，道理是一样的。
作者: 一江    时间: 2009-9-14 13:43
新人报道，顶下
作者: starmoon    时间: 2009-9-14 16:26
用湿阻尼法测量比较准确，用螺旋桨变数太大了，桨效阻力都是变化的。

湿阻尼法最简单的就是做一个阻尼叶片，转动封闭容器里的液体，测量液体容器的扭力(=阻尼叶片的转距)
作者: keke899    时间: 2009-9-14 16:38
最简单的办法还是直接测电机反扭力跟转速，  我的简易测功机准备完工，很快可以让大家一起分享:em15:
作者: rickyshen    时间: 2009-9-14 18:00
看来用桨测试是有很大得局限性，我昨天用    Scorpion S-5525-195KV 带APC 18*10E得桨测试结果按软件显示结果应该是7800g拉力，结果真实拉力却是8900g。还得想办法找新方法。
作者: binglin    时间: 2009-9-14 21:47
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