Wirkungsgradberechnung

tebi

User
Hallo,

kann mir (Elektroniklaie) jemand sagen, ob ich mit Excel nach Eingabe von Strom,Spannung, Drehzahl mit einer entsprechenden Formel den Wirkungsgrad ausrechnen kann? Wenn nicht, was bräuchte ich noch für Daten?

In der Standschubberechnung von Gerd Giese Standschubberechnung

muß man ja selber den Wirkungsgrad eintragen. Aber woher soll ich den kennen? Oder ist das so zu verstehen, dass man den Wirkungsgrad so lange verändert, bis der gemessene Strom übereinstimmt?

Wenn es ginge fände ich es natürlich am besten, wenn der Wirkungsgrad in Excel nach Eingabe meiner Meßdaten automatisch mitberechnet wird (auch wenn es nicht wahnsinnig genau wäre)

Vielleicht erklärt sich sogar jemand bereit, mir eine Excel Datei zu schicken, die er so konfiguriert hat, dass nach Eingabe von Strom,Spannung, Drehzahl alles mögliche an nützlichen Daten (Standschub, V-Prop etc.) ausgerechnet wird. Daraus könnte ich dann die Formeln in meine Liste übernehmen.

Ich bin im Gegenzug natürlich gerne bereit, meine gemessenen Motordaten Interessierten zur Verfügung zu stellen.

Vielen Dank für Eure Mühe,

[ 01. Mai 2003, 10:28: Beitrag editiert von: tebi ]
 
Hi!!

Es ist mir nur ein Verfahren bekannt wie man so direkt aus der Drehzahl, Strom und Spannung den Wirkungsgrad berechnen kann.

Eingangsleistung kennen wir ja aus der Spannung und dem Strom.

Nun müssen wir irgendwie die Leistung messen die an der Welle anliegt.

Dies kann man direkt aus der Drehzahl annäherungsweise machen.

Es gibt ja für Aeronautluftschrauben die N/100 Werte, die aussagen was für eine Drehzahl die Luftschraube hat wenn 100 Watt (an der Welle !!) anliegen.
Als Beispiel hat unsere Luftschraube nun einen N/100 Wert von 2000.

Wenn wir also nun als Drehzahl 2000 U/min messen, dann wissen wir dass 100 Watt an der Welle ankommen.
Haben wir nun 10 Volt und 20A am Eingang gemessen können wir per Pout / Pin das ETA berechnen.
In diesem Fall:

100 / 200 = 0,5

Also ETA= 50%.

Problem bei der Sache ist, dass man ersten nicht für alle Luftschrauben N/100 Werte hat und zum anderen dass die Werte nicht ganz linear sind.
Umso mehr man also von den 100 Watt entfernt liegt, umso größer wird wohl der Fehler werden.

Zum Vergleichen hilft dieses Verfahren aber wohl.

Und das Ganze in ein Sheet packen ist ja nicht das Problem.
 

Gerd Giese

Moderator
Teammitglied
Hi Uli,
habs gelesen und den Wink mit dem Lattenzaun verstanden!!! :D

Ich habe nach folgender Betrachtung das Progrämmchen erweitert:

Eta = Pab/Pzu
-> Pab = Pzu - Pri - PIeer
Wichtig: Beim Motor sind bei ETA-MAX die Eisen- und Kupferverluste gleich! Die Eisenversluste kann man eben - bei den Daten der Hersteller - NICHT mit berücksichtigen!

... und das ist eben der Kompromiss und für den einen und andern die Ungenauigkeit bei Überlast! ;)
Denn ohne "echte" Drehmomentmessung läuft eben nicht's genaues!!!
Aber wirst sehen, damit kann man leben!!! :p

Ich hoffe geholfen zu haben zu können !!! :D

>> Hier << nun die Version 1.52 - berichte mal!
Unsinnige Eingabewerte habe ich nicht abgefangen - zu aufwendig -, wir sind schließlich alles "Wissende" der Materie! :D

Tipp: wenn Du jetzt "Eta als Funktion von I" Eta=f(I) setzt und U in z.B.2V-Schritten vorgibst, erhälst Du
eine Wirkungsgradkurve des Motors! ;)

[ 02. Mai 2003, 06:43: Beitrag editiert von: gegie ]
 
Hi!!

Schöne Erweiterung Gerd!!

Kleine Anmerkung:

Ich überlege schon die ganze Zeit welche Methode (Deine Rechnerische und die N/100-Methode) wohl die Genauere ist.

Vorteil bei der N/100-Methode ist, dass man auch die Verluste des Getriebes mit aufnimmt. Soweit ich das sehe ist das bei deiner Version nicht so.

Nachteil der N/100 Methode ist die "nicht linearität" und die Fehler bei der drehzahlmessung (die man aber sicherlich minimieren kann)

[ 01. Mai 2003, 18:04: Beitrag editiert von: Dennis Schulte Renger ]
 

Gerd Giese

Moderator
Teammitglied
Hi Dennis,
auch Deine Anregung ist mir ein Befehl! :D
Nein, auch ich rechnen für mich mal so und mal so!
Drum jetzt auch "meine" interne Variante: :p
>> Beides << ;)

Hier habt Ihr die Möglichkeit auch (rechter Block) den Wirkungsgrad "über alles" zu bestimmen. Es wird immer mit den n100 Werten der Prop's gerechnet! Auch hier gilt zur Toleranz:
... damit kann man leben!!!
Bitte berichtet mal wie Euch das gefällt!

PS: Ich habe jetzt das nervige "Aktualisieren" rausgenommen und den Bug "Standschub" bereinigt, wer's hat noch einmal runterladen! - sorry -
Ab 10:10 Uhr aktuell!!! :D

[ 02. Mai 2003, 10:07: Beitrag editiert von: gegie ]
 
Hi Tebi

Fuer kleine Motoren, wo das Eta sehr unterschiedlich ausfallen kann und die an einer APC-Luftschraube laufen, die bekannteweise sich verwindet (kein konstantes n100w, sondern mindestens zwei Koeffizienten) habe ich eine genauere Methode entwickelt.

In dem Excel

http://www.torcman.de/peterslrk/APC-Koeff.xls

ist auch ein Arbeitsblatt (unten in der Leiste > Benutzung) vorbereitet, wo man, wie Du es mochtest, die Spannung, Strom und Drehzahl eintippt und schon entsteht ein Eta-Diagram.

Die Eta-Berechnung-Genauigkeit, ohne tatsaechlich die abgegebenne Leistung mittels Drehmomentaufnehmer zu messen,

(sehe http://www.torcman.de > Technik > Prueflabor)

hat seine Grenzen. Bei den neuen APC-Luftschrauben habe ich Abweichungen kleiner 5% festgestellt. Bei 'gebrauchten' APCs kann die Abweichung groesser sein.

Das betrifft nur den Absolutwert. Vergleicht man zwei Motoren an derselben Luftschraube, kann man die Differenz in Eta zwischen den Motoren auf ca 1% beziffern.
 

tebi

User
Hallo Gerd,

ich bin ja begeistert, wie sehr ich Deine Kreativität anregen konnte. Vielen Dank für Deine Mühe! Auch danke an Dennis und Peter.

Jetzt habe ich allerdings noch folgende Probleme:

- wie ich den Ri des Motors messen kann, habe ich noch nicht verstanden. Wenn ich mein Robbe Ri-Meter an zwei Leitungen des Flyware LRK 350-15 halte (Piepton entsteht) kommt bei der Voreinstellung auf 2 Ohm z.B. ein Wert von 0,125 heraus. Messe ich an den anderen 2 Srängen, kommt 0,150 heraus?! (Das zeigt nicht die Ungenauigkeit des Ri-Meters, denn es erscheinen nach erneutem Messen immer diese Werte)

Wie meinst Du das denn? Ich soll den Motor ganz normal mit Regler laufen lassen und dann eben nur direkt am Motor Spannung und Strom messen? Das wird mit meinem Zangenampermeter schwierig.
 
Hi tebi

Robbe Ri-Meter misst mit 1000Hz Strom. Das ist hier ungeeignet, da die Windungen eine Induktivitaet darstellen, aber Du den DC-Ri messen willst.

Du schickst durch die Wicklung und ein Ampermeter ein DC-Strom von 0.1A bis 2 Ampere und misst mit einem miliVolt-Meter den Spannungabfall direkt an den Motoranschluessen. Den Strom kannst Du an einem Netzteil einstellen oder durch eine PKW-Birne aus 6-12V bekommen.

Nach Papa Ohm ist Ri=U/I

OK?
 

Gerd Giese

Moderator
Teammitglied
Hi Uli,
das habe ich - so meine ich zumindest - doch per Kommentar an den Stellen erklärt! Es gibt zwei entscheidende Werte.
1. Ri (Innenwiderstand -> Spulenwiderstand)
(die magn. Verluste können wir nicht "direkt" messen!) Den Motor ohne Controller mit einem Gleichstrom 2-5A, z.B. aus einem Netzteil speisen und den Strom genau notieren. Die Wicklung zur Messung ist egal, da alle gleich! Nun mußt Du zusätzlich direkt an den Polen des Motors die Spannung messen (Millivolt -> sonst Messverfälschung). Zur Kontrolle: Du solltest nach Berechnung Ri-Werte erhalten von 0,01Ohm - 0,1Ohm, je nach Motor. Bitte auch nicht "stundenlang" messen, da die Wicklung sich erwärmt bei reinem Gleichstrom!

2. Leerlaufstrom, einfach den kompletten Antriebsstrang an den Akku anschließen und mit Halbgas!!! den Leerlaufstrom in der Akkuleitung messen. Achtung: kein Vollgas, da der Motor ohne Last (Prop) läuft!
Die Messung "1" bezieht sich nur auf Brushless-Motore!
Der Rest ist R[ohm] = U[v] / I [a]

@Dennis:
Lade dir Deine Version noch einmal (s.o.), ich habe die Eingabe - durch Formelumstellung - verändert.
- Wunschleistung vorgeben
... oder ...
- Drehzahl (meist gemessen) vorgeben :D

Nicht vergessen: Diese "Helferlein" können nur zur ersten Überschlagsrechnung dienen! ;)

[ 03. Mai 2003, 08:01: Beitrag editiert von: gegie ]
 
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