Test dinamoamperometrici eliche/motori/ESC

[biv2533]

Ho fatto decine e decine di prova prima con i vari Ecalc e in seguito con un banchetto di prova poco serio, ma che comunque davano una idea di quale accoppiata elica motore fosse adeguata per avere una buona spinta e un consumo ridotto.
Bisogna considerare che avere uan buon tiro alle volte non e' necessario, specialemnte con piu' di 4 motori, ma si predilige il consumo ridotto.
Insomma dipende quale risultato si vuole ottenere.
I motori non hanno mai il rendimento del 100% e questo bisogna tenerlo in considerazione, le eliche sono molto diverse tra di loro, ma questo lo avevi gia' notato.
A parirta' di passo e diametro ci possono essere sensibili differenze e variazioni di rendimento, oltre che di vibrazioni emesse e possibilita' di rottura.

Nella vita reale i risultati ottenuti a banco migliorano un pochino di solito, nel senso che i consumi si abbassano di qualche punto in percentuale regalandoci qualche minuto o manciata di secondi in piu'.

Sempre nelle prove fatte al campo e non a banco, vanno considerati altri fattori quali viscosita' dell'aria e temperatura.

A banco se le prove sno fatte nello stesso arco temporale, direi che ce ne puo' fregare il giusto.
Sulla bonta' dello strumento, se serve solo per avere un valore comparativo e relativo tra i vari oggetti a misurare, pu' andare bene anche una bilancia da pescatore, se invece si vogliono risultati piu' professionali e che diano possibililmente valori assoluti, allora eliminare attriti puo' servire parecchio.

[ElNonino]

Io per provare motori, eliche e regolatori mi son costruito due banchi prova:

questo con annesso sistema di test automatico in LabView:



e questo per un applicazione particolare:



Per calibrare la cella di carico ho a disposizione dei pesi campione:



Sto provando diverse eliche diametro 10" passo da 3.8" a 6" con motore a 3 e 4 celle appena finirò posterò alcune tabelle e grafici.

[bandit]

Mortacci de Pippo ...! sarebbe fico vedere la differenza tra il mio banchetto scacalito e il tuo banco della NASA...

[ElNonino]

Mortacci de Pippo ...! sarebbe fico vedere la differenza tra il mio banchetto scacalito e il tuo banco della NASA...

Tranquillo: le differenze potrebbero essere di qualche % che non modificherebbero il risultato in volo.

Mi sono costruito i banchetti così solo perchè avevo tutto in casa, rimanenza di progetti e simili....

Da alcune prove preliminari direi che le 10x3.8 APC SF con il mio motore KEDA 2213-20 e regolatore BlackMantis da 30A a 3S hanno un rendimento migliore, devo però rifare i test con calma e precisione.

Ad occhio eliche no SF danno più trazione.

[bandit]

hanno un rendimento migliore rispetto a cosa? Alle slim?

[Blade-slap]

L'ho gia scritto un sacco di volte :passi bassi vanno meglio.

Non montate eliche con passi superiori a 5 NON SERVE SPRECATE SOLO ENERGIA
Se trovate eliche con passi inferiori a 4 meglio.
Meno di 3,8 non mi sembra di averne viste.

le eliche slowflyer vanno meglio con numeri di giri bassi , se alzate i giri prendete eliche normali , ma non a passi alti.

[bandit]

Blade il concetto è chiaro. chiedevo solo a Nonino se il confronto lo faceva con i miei dati o con le slim.

[Blade-slap]

No non mi fraintendete non volevo bloccarvi nel fare le prove anzi vi seguiro con molta attenzione state facendo cose egregie.

c'è sempre da imparare.

L'ho scritto piu che altro per evitare a chi vuole investire in eliche che si spendano tanti soldi in pale che non servono o meglio che non portano a vantaggi evidenti

[simone76]

per chi è interessato a farsi un'idea di massima, su vimeo e youtube si trovano vari test di accoppiate motore/elica a differenti numeri di celle e posizioni della manetta (tipicamente 50% 75% 100%). Basta ricercare il motore e l'elica. Quello che mi interessava l'ho sempre trovato.

[ElNonino]

@bandit: il confronto l'ho fatto con la tua tabella però essendo la prima prova condotta devo verificare meglio.

@blade: giustissimo quello che scrivi, infatti ho preso tutte eliche 10x4(3.8) ed alcune 10x5 e 10x6 ma per un motivo: sto testando 2 eliche contro-rotanti all'interno di un condotto da 270mm di diametro e la posteriore, ricevendo aria 'accelerata', dovrebbe andare meglio con un passo leggermente superiore, poi magari andrà bene identica ed il motore prenderà più giri.

Come hai scritto le eliche non SF vanno meglio a medi ed alti giri (il range che mi interessa).

In ultimo proverò più avanti delle eliche autocostruite e con flappeggio.

[bandit]

Ecco adesso hai introdotto l'efficienza e ammetto che ci sono rimasto male ... come un motorino scagalito 3S meglio del mio RCT a cassa larga 4S? Ebbene si. Ho riesumato un turningy che aveva gli avvolgimenti rotti ed ho fatto le prove 3S con elica APC 10x3.8. Confrontando i dati con gli altri due motori a 4S.... Il mio RCT perde il confronto. Allora, mi sono chiesto, tutte quelle mega seghe mentali che mi faccio la notte prima di fare un ordine? Passo a 4S, quali motori ecc ecc? Per fortuna mi sono confortato ridefinendo l'efficienza.
Se si definisce l'efficienza come grammi/W, ovvero quanti grammi di trazione si hanno per ogni Watt, il motorino 3S scagalito vince sul mio RCT e se la batte con l'AX28.
PERO' se ridefiniamo l'efficienza come g/A ovvero quanti grammi si hanno per ogni Ampere allora la storia cambia, e di parecchio, in favore dei motorazzi. Che poi alla fine era quello che mi interessava. Il salto di una cella in parte viene sprecato però, alla fine, ci si guadagna in autonomia.
Questo dovrebbe giustificare il fatto che pur avendo incrementato del 50% la capacità della batteria, da 2200mAh a 3300mAh, sono passato da 7 minuti di volo a 16-18.

Ovviamente sto andando a braccio quindi correggetemi se dico castronerie. Ogni commento è ben accetto.

[ElNonino]

Guarda che il rendimento lo si calcola sul rapporto potenza (W) peso (kg), gli A dicono poco se non riferiti ad una tensione: 1000A a 0V sono 0W, 10A a 11V sono 110W.

Quindi un gruppo elica + motore + ESC che a parità di POTENZA utilizzata da più trazione (o spinta) ha un rendimento migliore, è chiaro che a parità di tensione di alimentazione in questo caso anche gli A saranno minori.

E' conveniente utilizzare tensioni più elevate per avere, a parità di potenza, correnti inferiori; si hanno meno cadute di tensione sui conduttori (a parità di sezione usata) e connettori, inoltre migliora anche il rendimento dei motori BL.

Ho cercato di stare terra-terra, i puristi mi perdonino.

[bandit]

chiaramente gli A sono riferiti a tensioni 3S o 4S. Volevo fare un confronto pratico tra due configurazioni diverse mettendo in evidenza il cambiamento che ho fatto recentemente. Nel passaggio a 4S ho perso in efficienza (g/W) un 10% ma me ne frego se alla fine ho guadagnato tanto in trazione ed autonomia. Quindi il dato dell'efficienza in senso assoluto, secondo me, lascia il tempo che trova.
E' come dire che un motore di un'auto a 3000 giri in 5a è più efficiente di quando va 2000 giri in sesta. Vabbuò però alla fine in 6a consumo di meno.

[ElNonino]

Forse bisogna chiarire cosa vuoi realmente testare, ci sono 3 variabili: Elica, Motore, ESC.

Ora se vuoi raffrontare Eliche devi mantenere inalterati gli altri due: Motore ed ESC, così per gli altri raffronti; cambi un solo componente alla volta, in seguito con raffronti incrociati potrai interpolare l'accoppiata più efficiente.

La stessa elica agli stessi giri darà sempre la stessa trazione, indipendentemente dal motore che la fa girare e dalla tensione di alimentazione dello stesso.

Per comparare motori bisognerebbe tracciare grafici di potenza e coppia in funzione dei giri.

Per comparare ESC bisognerebbe tracciare grafici per i vari motori con potenza/coppia resa in funzione di potenza assorbita ad esempio se il motore X con elica Y ESC Z assorbe 100W per dare 200gr di trazione e con l' ESC W assorbe 98W la seconda accoppiata è più efficiente.

Scendendo nei dettagli è inoltre importante studiare il comportamento dinamico del sistema: un elica leggera accelera e frena prima di una pesante ed un motore con più coppia idem.

Se si decide di fare prove comparative al banco queste devono essere condotte con criterio, indipendentemente dalla precisione assoluta degli strumenti utilizzati: gli errori maggiori derivano più da procedimenti errati che dalla strumentazione usata; ad esempio è importante che tutti i test siano eseguiti a temperatura dell'aria costante, possibilmente anche con le stesse condizioni climatiche. (non serve una camera climatizzata basta farle nello stesso arco temporale ed annotare temperatura, pressione ed umidità).

[bandit]

Concordo su tutto. Nel caso precedente infatti avevo cambiato solo il motore. Elica ed ESC erano invariati.