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Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

  1. ronron84

    Date d'inscription
    février 2014
    Messages
    8

    Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

    Bonjour,

    Je voudrais réaliser un banc d'essai pour moteur brushless avec 3 jauges de contrainte un laser comme compte tour et un capteur de tension pour mesurer l'ampérage consommer. je bricole beaucoup mais mes notions mathématique sont assez loin... j'ai trouvé, je pense les formules qui pourrait me permettre d'arriver à mes fins. malheureusement j'ai du mal à les convertir en programme ou formule sous excel. si quelqu'un peu m'aider...

    voila la définition:

    Le moment M est égal à la force par la longueur du bras de levier M = Fl
    Le couple de référence est un Newton à l’extrémité d’un bras de levier d’un mètre, la réalité
    est un peu plus complexe puisqu’il faut reproduire un moment et donc générer deux efforts,
    chaque effort identique mais de signe contraire à l’autre.
    S’il existe différents moyens de mesurer le couple de torsion comme le différentiel angulaire
    en deux points distants de l’arbre sollicité, le moyens le plus classique et le plus efficace
    consiste à utiliser des jauges de déformations qui mesureront la déformation de surface e de
    l’arbre.
    Les déformations, en utilisant deux jauges répond à l’équation, pour un arbre plein :
    e1 = - e2 = M/ p G R3 = ( R/2L ) a
    ou
    M est le moment = Fl
    L la longueur totale de l’arbre
    a l’angle de rotation en radian
    La distance entre les jauges n’intervient pas
    e1 L’indication de l’une des jauges et
    e2 L’indication de l’autre jauge.
    a = 2 ML/ p G R4
    et G = E / 2 ( 1 + μ )
    ou
    E est le module d’Young
    Et μ le coefficient de Poisson.
    Tout ceci revient à dire que mesurer un couple de torsion n’est pas si compliqué d’autant
    qu’en instrumentant une section de l’arbre la longueur de l’arbre n’intervient plus et qu’en
    imaginant un matériau homogène le module d’Young et le coefficient de poisson ne diffèrent
    que de très peu d’un endroit de la surface de l’arbre à l’autre.
    Puisqu’il faut arriver à une valeur exploitable de la mesure de déformation, il convient de la
    convertir en tension suivant la formule :
    V sortie = V alim ( fonction du nombre de jauges ) . K ( coefficient des jauges ) .e

    -----

     


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  2. Dynamix

    Date d'inscription
    août 2014
    Messages
    10 093

    Re : Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

    Salut

    Citation Envoyé par ronron84 Voir le message
    Le couple de référence est un Newton à l’extrémité d’un bras de levier d’un mètre, la réalité
    est un peu plus complexe puisqu’il faut reproduire un moment et donc générer deux efforts,
    chaque effort identique mais de signe contraire à l’autre.
    Tu t' es mélangé le crayons .
    Le moment référence est un Newton à l’extrémité d’un bras de levier d’un mètre .
    ("de réference" doit vouloir dire unitaire ?)
    il faut (re)produire un couple et donc générer deux efforts,
    chaque effort identique mais de signe contraire à l’autre.
    (Deux efforts au minimum)

     

  3. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    10 005

    Re : Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

    Pourquoi tu veux mesurer les deformation de l'arbre moteur ??????
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  4. ronron84

    Date d'inscription
    février 2014
    Messages
    8

    Re : Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

    Bonjour,
    merci pour vos réponse, en fait je veux déterminer le couple de mon moteur avec un hélice, et définir le rendement moyen de mon moteur un peu dans ce style : https://www.rcbenchmark.com/dynamometer-series-1580/
     

  5. plumele

    Date d'inscription
    octobre 2017
    Messages
    69

    Re : Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

    Bonjour,

    le terme "couple de torsion" m'a aussi un peu perturbé. J'essaye de résumer:

    Si j'ai bien compris, le but est de mesurer le couple du moteur brushless muni d'une hélice.

    Sur un banc moteur classique, on met un frein moteur réglable et on mesure le couple résistant par ce frein, mais ici c'est impossible puisque le couple résistant est produit par l'hélice elle-même et qui a ses propres caractéristiques. La vitesse de l'air en entrée devrait aussi jouer un jeu sur le couple résistant.

    Le principe est donc de mesurer la force de réaction du moteur sur son support à l'aide d' une jauge de contrainte et d'en déduire le couple moteur, ce que fait l'appareil de test cité.

    Ton but est donc de réaliser l'interface entre les informations du capteur et un programme (peut-être celui OpenSource en téléchargement sur le site RC-Benchmark)
    donc transcrire la formule du début écrite en rouge dans un tableur excel afin d'aboutir à une valeur en tension exploitable.. Exact ?
    Dernière modification par plumele ; 09/11/2017 à 07h36.
     


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  6. LPFR

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    43 215

    Re : Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

    Bonjour.
    Choisir de mesurer le couple d’un moteur en mesurant la torsion de l’axe ne se fait que si toutes les autres solutions ont échoué. C’est la plus merdique.
    Que faites-vous avez les câbles qui alimentent et mesurent les tensions de jauges de déformation quand l’axe tourne ? Il faudrait que les jauges aient une alimentation séparée (qui tourne avec l’axe) et un système de communication radio pour envoyer le résultat des mesures.
    Faire un dispositif comme celui du lien, est réservé aux « grandes personnes » qui ont un atelier de mécanique à leur disposition, et les connaissances en mécanique et en électronique pour le faire.
    Il faudrait que vous revoyiez vos ambitions à la baise.
    Au revoir.
     

  7. Dynamix

    Date d'inscription
    août 2014
    Messages
    10 093

    Re : Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Choisir de mesurer le couple d’un moteur en mesurant la torsion de l’axe ne se fait que si toutes les autres solutions ont échoué.
    C' est pour ça qu' il veux le mesurer sur le support moteur .
    Voir le lien de ronron84
     

  8. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    10 005

    Re : Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

    Bonjour,

    Il suffit de mettre une balance sous le banc à une certaine distance de l'axe moteur

    Le couple apparait sur la balance ou du moins la force permettant d'équilibrer le coupe moteur

    le principe de l'action = la reaction permet de enduire le coupe moteur.

    ( Je ne suis pas très doué en dessin ...! )
    Images attachées
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  9. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    10 005

    Re : Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

    Re bonjour,

    La manip marche bien... Tu mettres la balance sous le train principal d'un avion quand le moteur est monté déjà sur l'avion.

    La puissance motrice est Pm = Couple * 2 * PI * N ou N est la vitesse hélice en tours /s


    Si tu pinailles il faudrait diminuer ce couple , du couple de frottement sur les paliers moteurs, mais c'est négligeables. Une façon d'approcher ce dernier couple est de prendre en compte la vitesse moteur à vide

    N° = Kv V° ou V° est la tension test à vide et I° est le courant à vide, ici N° est la vitesse à vide

    Donc la puissance abordée des P° = V° I° ( au perte contrôleur prés....)

    Couple de frottement C° est donné par P° = C° 2 * PI * N°


    Alors on peut corriger la puissance transmise à l'hélice Ph quand elle tourne à N tours /s

    Ph = Pm - C° *2 *Pi * N..... Ce n'est pas parfait....mais je ne sais faire mieux
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  10. Dynamix

    Date d'inscription
    août 2014
    Messages
    10 093

    Re : Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

    Salut

    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    Si tu pinailles il faudrait diminuer ce couple , du couple de frottement sur les paliers moteurs
    Non .
    Le couple à l' arbre est l' exact opposé du couple au bâtît .

    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    N° = Kv V° ou V° est la tension test à vide et I° est le courant à vide, ici N° est la vitesse à vide
    La vraie formule , c' est :
    N = kv(U-RaI)
    Et donc
    N0 = kv (U-Ra.I0)
    Avec Ra la résistance la résistance interne supposée constante (ce qui n' est pas out à fait vrai)
     

  11. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    10 005

    Re : Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

    tu pinailles au second ordre,

    reste à définir comment le Kv est défini dans les spécifications constructeurs Je n'ai écrit nulle part la définition et comment il est mesuré.

    Remarque le couple moteur est le couple transmis à l'hélice + les couples de frottement divers ( arbres , aérodynamiques )
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  12. Dynamix

    Date d'inscription
    août 2014
    Messages
    10 093

    Re : Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    tu pinailles au second ordre,
    Je préféré partir de la formule exacte et simplifier quand c' est possible .

    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    reste à définir comment le Kv est défini dans les spécifications constructeurs Je n'ai écrit nulle part la définition et comment il est mesuré.
    Avec un jeu d' hélices et en faisant varier la tension . On mesure N , U , I
    On colle ça dans le tableur et on fait une tit' régression linéaire à deux variables .
    Dernière modification par Dynamix ; 09/11/2017 à 15h56.
     

  13. ronron84

    Date d'inscription
    février 2014
    Messages
    8

    Re : Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

    merci pour vos réponses, je vais utiliser une jauge et fixer le moteur dessus, un moteur propulser par une hélice aura tendance à monter et partir à gauche piqueur et anti couple donc pour la balance ça va être compliqué voir dangereux. par contre les calculs sont intéressants, je vais pouvoir faire ma programmation. Pour résumer je prend b mon bras de levier (distance entre le moteur et le dessus de la jauge), je calcule mon couple= (poids du moteur tournant- poids du moteur à l'arrêt)x la traction x b en mètre. a partir de mon couple je peux définir la pm de mon moteur et qui peut être affiné en soustrayant les frottements de l'arbre. en rajoutant un capteur d'ampérage je pourrais connaitre mon rendement moteur puissance motrice/puissance absorbé.
     

  14. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    10 005

    Re : Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

    Bonjour

    La puissance absorbée par le moteur seul est difficile à mesurer en raison du contrôleur.

    La mesure sur les 3 fils d'alimentation directe du moteur est difficile.

    Donc la puissance mesurable facilement est celle à l'entrée du contrôleur Pe = U * I

    Si tu connais le couple moteur Cm et le couple resistif Cr du aux frottement ( Evaluer approximativement ) la puissance fournie à l'hélice est Ph = ( Cm - Cr ) 2 * 3,14 * N ( N vitesse de rotation en T /s )

    Le rendement opérationnel Ro = Ph / Pe

    En fait on a oublié d'autre perte comme les pertes par hysteresis ou resistive, ou autre encore....


    En fait on peut encore affiner le modèle . La puissance mécanique totale Pm = Cm 2*3,14 * N este game à e Im ou e est la FCEM du moteur et Im le courant dans le moteur. ( Attention Im est different de I venant de la batterie )

    e = N * Kv

    Donc Pm' = e Kv Im

    La tension fictive à l'entrée du moteur est Em = e + Rm Im ou Rm est la résistance interne moteur et Im le courant moteur ( en effet il est difficile d'évaluer la tension entre phase du moteur tension non sinusoïdale, déphasée et hachée par le contrôleur ..... )

    Pm' = e Im + Rm Im^2

    Il y aura un ecart entre Pm' et Pm cela permet d'avoir une idée de la qualité du modèle
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  15. ronron84

    Date d'inscription
    février 2014
    Messages
    8

    Re : Banc d'essai moteur brushless aeromodelisme

    le capteur d'intensité que j'ai prévu est effectivement positionné entre la batterie et le contrôleur, il peut mesurer un débit de 100a sur le papier ce qui convient pour la plupart de mes modèles. j'attends mes capteurs pour commencer.
     


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