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Ciao a tutti,

vi chiedo un suggerimento per calcolare le curve caratteristiche (Rpm-Coppia, Corrente-Coppia) di un motore testato al banco prova. Nello specifico, il motore è stato testato a vuoto, quindi per ogni tensione di alimentazione è noto l'assorbimento elettrico. Sempre a vuoto lo stesso motore è stato testato quando connesso ad un riduttore (di cui è noto solo il rapporto di trasmissione). Infine è stata ricavata la coppia espressa dal gruppo motore-riduttore per più livelli di tensione.

Salve esing,

Come è stata ricavata la coppia? Avete un misuratore di momento torcente?

Ciao,
Tramite un freno a disco calettato sull'alberino in uscita (del motore o del riduttore) con la pinza connessa ad una cella di carico.

Ottimo!

Allora, il discorso è abbastanza semplice: il motore consuma una certa potenza e ne fornisce all'albero una parte, al netto delle perdite interne. È dunque fondamentale calcolare il rendimento del motore, si fa in questo modo:

1) Calcola la potenza elettrica in ingresso al motore, che ricavi come prodotto della tensione e della corrente alle quali lo stai alimentando, moltiplicando per l'efficienza del driver. Supponendo di lavorare con un motore BLDC con un driver adeguatamente dimensionato, puoi approssimare l'efficienza al 95%.

2) Calcola la potenza meccanica erogata, come prodotto della coppia e del regime di rotazione; mi raccomando le unità di misura, rischi di prendere fischi per fiaschi, una buona risorsa si trova qui: http://wentec.com/unipower/calculators/power_torque.asp

3) Calcola il rendimento come rapporto fra potenza erogata e potenza assorbita.

Questo procedimento va eseguito per punti notevoli:
- Motore a vuoto alla massima tensione e velocità (la coppia frenante deve essere zero, il rendimento è zero)
- Rotore bloccato (si misura la coppia di stallo)
- Mantenendo la tensione costante, aumenti progressivamente il carico: la velocità scende e la corrente e la coppia salgono. Tieni traccia di tutte le coppie di punti velocità-coppia e velocità-corrente. Questo ti consentirà di disegnare una mappa piuttosto fedele delle caratteristiche del tuo motore.

Grazie mille per la preziosa risposta, ed anche per quel calcolatore che è sempre utile

Il problema è che le curve che devo ricavare sono da estrapolare dai dati registrati da una serie di prove già eseguite, tra le quali manca però una misura diretta della coppia erogata dal solo motore.
Nello specifico ho i dati di queste prove (eseguite a valori di tensione crescente):
-A vuoto solo motore (ho quindi RPM in uscita ed Ampere assorbiti dal motore)
-A vuoto motore+riduttore (RPM in uscita, RPM motore, Ampere assorbiti dal gruppo motore+riduttore a vuoto)
-Prova di carico motore+riduttore (oltre ai dati precedenti ho dunque anche la coppia in uscita e, credo, attraverso il rapporto di trasmissione, quella erogata dal motore che però deve essere depurata di quella necessaria al trascinamento del riduttore stesso).

Correggimi se sbaglio, nel caso specifico non avrei bisogno di conoscere il rendimento del riduttore? Pensavo se fosse in qualche modo calcolabile tramite le prove a vuoto effettuate

Il motore presenta soltanto 2 fili di alimentazione o richiede anche un input per la regolazione?

E' regolato dalla scheda di controllo (il tensione durante le prove veniva inserito tramite Labview)

Per fissare meglio le idee, dovrei avere questi dati:

[senza riduttore]
Potenza elettrica=V*A (*rendimento driver)
Potenza erogata motore=velocità*Coppia=rendimento motore*Potenza elettrica

[con riduttore]
Potenza elettrica=V*A+Potenza assorbita riduttore
Potenza erogata motore=velocità*Coppia (in uscita dal motore, non misurate)
Potenza uscita riduttore=Potenza erogata motore*rendimento riduttore=Coppia uscita rid*velocità uscita rid

Ora, ho le misure di coppia e velocità in uscita, per ogni carico, e dunque la velocità di rotazione del motore, ma per risalire alla coppia erogata dallo stesso dovrei conoscere il rendimento del riduttore, che posso calcolare solo a vuoto avendo i dati di assorbimento con e senza lo stesso.

Sì esatto. Bisognerebbe caratterizzare il riduttore, anche se in genere non si perde chissà quale potenza e magari ce la caviamo con un rendimento simbolico. In alternativa lo tiriamo giù e lo si caratterizza per bene.
Parliamo di un riduttore a ingranaggi o a vite senza fine?

E' un riduttore epicicloidale a 3 stadi. Effettivamente hai ragione, il rapporto di trasmissione utilizzato per il test non è nemmeno così spinto (circa 10), potrei considerare un rendimento oltre il 95%?
Forse se calcolassi la coppia del motore semplicemente dal rapporto di trasmissione non sbaglierei di molto, considerando anche che i dati a disposizione non sono precisissimi: a causa della potenza del freno non ho le letture sino alle varie coppie di stallo (me lo sono spiegato col fatto che il freno, azionato manualmente, oltre una certa soglia "pinzasse" il disco non permettendo di raggiungere la coppia massima gradualmente).

Pensavo comunque, avendo l'assorbimento del riduttore a vuoto(per ogni tensione utilizzato), di fare una correzione grezza dei dati, traslando le rette Ampere-Coppia verso assorbimenti e coppie maggiori e modificando la pendenza di quelle RPM-Coppia.