Test Di Forza Motore Brushless

[roberto8303]

Apro questa discussione con l intento di voler approfondire, con l aiuto di chi ne vuole partecipare, i concetti inerenti alla coppia di un asse ''mettendo sotto esame'' un brushless aventi queste caratteristiche:

Motore 200volt hitachi kw 0,4 momento di inerzia= 0,22 kgm2*10-4 (0,00022kgm2) coppia nominale= 1,27Nm coppia istantanea=3,82 Nm

La prova effettuata è stata eseguita in questo modo:

Sull albero motore è stata calettata una sbarra del peso di circa 120grammi lunghezza 500mm centrata sull asse motore e sporgente quindi 250mm da un lato e 250mm dall altro lato per bilanciarne il peso...

sotto alla estremita della barra una bilancia elettronica per misurare il peso con cui il motore controllato in coppia spingeva la barra sul piatto bilancia.

i dati rilevati sono

Con controllo di coppia al 20% = 114grammi al 50% =292grammi al 100% =580grammi

ultima prova con scopo solo di curiosita coppia impostata al 300% cioe al max per 2 secondi la bilancia ha segnato 1600grammi poi è intervenuta la termica del servoamplificatore

ora avendo rilevato questi dati in maniera pratica, vorrei ripartire da zero con le formule teoriche della forza, momento di inerzia kgm e coppia insomma per capirci di piu e sopratutto per vedere se i calcoli saranno ''piu o meno'' vicini a quelli della prova

Prima cosa sapendo la coppia massima del motore da targa e cioe 1,27 Nm al 100% dovremmo trovarci 580 grammi...quindi

1,27Nm (sulla barra da 250mm quindi 0,25mt saranno di piu) e cioe 5,08Nm quindi 5,08/9,8= 0,518KG = 518grammi... penso che la poca differenza di grammi sia normale e fin qui è tutto semplice!

Ma volendo risalire al momento di inerzia nelle varie percentuali di coppia esso quanto vale??e sopratutto in questo caso entra in gioco? chi mi aiuta a capire il concetto?

[rguaresc]

Il momento di inerzia j e' una proprieta' delle masse rotanti, e' una misure di quanto "si oppongono" a un tentativo di accelerarne la rotazione in piu' o in meno. Interviene nella relazione tra coppia (T)e accelerazione angolare (w') nel senso che j = T /w' cosi' come nel moto rettilineo m = f/a

Dipende solo dalle masse e dalla loro distanza al quadrato deall'asse di rotazione.

Se l'azionamento viene lasciato lbero di sviluppare la coppia massima avrai che la massima accelerazione angolare sara' data da (Tmax-Tcarico)/J

Per il motore nudo 3,92/(0,22 10^-4) = 178181 rad/sec^2 E'un valore stupefacente e solo teorico, perche' ritardi nelle grandezze elettriche e attenuazioni nella regolazione lo rendono piu' basso.

Per fare un esempio se il motore dovesse andare da 0 a (50000 giri/min = 523,58 rad/s)

li raggiungerebbe in 523,58/178181 = 0,0029 s.

Nei casi reali al momento d'inerza del motore bisogna aggiungere quello degli organi trascinati che e' prevalente e dalla coppia massima generabile dall'azionamento secondo la configurazione scelta si deve sottrarre la coppia del carico.

Il tutto per valutare i tempi delle variazioni di velocita' a cominciare dalla durata dell'avviamento.

[Livio Orsini]

In aggiunta a quanto scritto da rguaresc

Risalire al momento d'inerzia dalla misure che hai fatto non è comunque possibile, perchè son misure statiche. L'inerzia entra in gioco nella dinamica.

In pratica devi far riferimento alla legge fondamentale della meccanica: un corpo tende a mantenere il suo stato di quiete o di moto sino a che non intervenga una forza esterna a mutarlo.

Volendo misuare in modo sperimentale il momento d'inerzia del motore dovresti limitarne la coppia ad una percentuale molto bassa, minore è l'inerzia presunta minore è i l valore della coppia. Poi acceleri da zero al massimo applicando un gradino di riferimento; sull'oscilloscopio osservi l'andamento della velocità misurando il tempo impiegato per l'accelerazione.

Se conosci il valore della coppia a cui hai limitato l'azionamento, come ad esempio nel caso esposto precedentemente, puoi risalire al valore del momento d'inerzia.

Se guardi sul mio tutorial relativo al dimensionamento dei motori, trovi anche le formule pratiche. In appendice trovi anche una breve spiegazione fisica del momento d'inerzia.

[roberto8303]

grazie ad entrambi,le spiegazioni sono molto chiare!

ma perche in pratica si usa il PD2 invece che J ? tanto PD2=4*J...

non è comunque possibile, perchè son misure statiche. L'inerzia entra in gioco nella dinamica

mmm io confondevo questo perche nella formula del momento di inerzia J =1/2*M*R2 non cè in relazione una velocita..

quindi se io volessi conoscere il momento di inerzia stabilendolo ad una velocita nota posso scrivere questa formula?

J=M * v / pgreco *rpm (v in ms) è giusta? nel caso del motore dovrei conoscere il peso del rotore che rappresenta la massa?

[rguaresc]

perche in pratica si usa il PD2

il diametro e' immediato da misurare

momento di inerzia stabilendolo ad una velocita

il momento di inerzia non cambia alle varie velocita' e non si riesce a calcolare con masse e velocita' serve una variazione di velocita' o con l'accelerazione calcolata come variazione di velocita' diviso tempo come al post di livio o con variazioni di energia cinetica, ma in officina e' difficile.

In pratica ci si fanno dare i momenti dei componenti e si sommano.

[roberto8303]

Dipende solo dalle masse e dalla loro distanza al quadrato deall'asse di rotazione.

volevo capire perche la distanza dall asse è al quadrato e ho trovato questo esempio animato che lo fa capire molto bene

http://www.ba.infn.it/~palano/chimica/book...ec_3/index.html

quindi dovrei avere una variazione di velocita e quindi un accelerazione per poter pensare di fare delle misure...

[roberto8303]

ah per provare le animazioni basta premere sulla casella in grigio LA figura xxx

[rguaresc]

quindi dovrei avere una variazione di velocita e quindi un accelerazione

esatto.