Hoe mechanische rendement van een generator te meten?

Ik heb in het verleden voor zelfbouw alternators (omgebouwde 3-fase motoren, door mij voorzien van een rotor met permanente magneten) het ingaande mechanisch vermogen bepaald met een 'De Prony' brake, op de draaibank: de as van de generator zat ingeklemd in de drieklauw van de draaibank, het huis van de generator kon 'vrij' ronddraaien (over een hoek van ca. 90 graden). Aan de behuizing van de motor zat een arm van een bepaalde lengte (zeg, l=0.5m), waarvan het uiteinde op een weegschaal duwde (waaruit je de kracht F kon afleiden).

In dit geval kun je dan een moment bepalen (M=F*l). Mechanisch vermogen P=M*omega (omega = hoeksnelheid in rad/s; omega = 2*pi*freq)

Mogelijk dat zoiets ook hier kan werken?

https://en.wikipedia.org/wiki/Prony_brake

Naarmate je de generator zwaarder belast zie je duidelijk de uitslag van de weegschaal toenemen; oftewel, ook het mechanische vermogen neemt toe. Geheel in overeenstemming met de Wetten der Thermodynamica

Op maandag 27 oktober 2025 16:47:01 schreef benleentje:
Nu heb ik wel 2 van die servo motoren en zijn het bijna gelijke types.

Als die 2de motor koppel aan de 1ste kan ik dan het mechanische rendement bepalen?
IK weet dan
2de motor wat er er aan vermogen in gaat en wat die aan elektrisch verlies heeft.
Bij de ste motor als generator weet ik de elektrische verliezen ook.

Het verschil moeten dan de mechanische verliezen zijn.
Aangezien ze beide hetzelfde toerental draaien kan je dan die mechanische verliezen delen door 2 voor het verlies per motor of generator?

Zou ik dat dan ook voor zeg 20 verschillende toerentallen kunnen doen om zo een soort curve te maken van de mechanische verliezen.

Het verlies zal niet precies de helft zijn, want je hebt verschillende motoren, maar als het niet zo krap steekt is dit een mooie manier om de verliezen van de motoren te bepalen.
Volgens mij meet je het rendement van een elektromotor als volgt:
Je meet de ingaande stroom en spanning. Dat geeft het opgenomen vermogen.
Je meet het uitgaande toerental en koppel. Dat geeft het afgegeven mechanische vermogen.

Het verlies zal niet precies de helft zijn, want je hebt verschillende motoren,

Precies de helft is ook niet zo belangrijk.
Fysiek zijn het dezelfde motoren echter van 1 is het type plaatje te ver versleten. En wat ik ervan kan zien lijkt het een iets ander type te zijn.
Ik heb nu met mijn camera beter kunnen kijken naar het versleten type plaatje en het zijn wel identieke motoren.

Waar ik eerst een 4 zag is tot een 1 maar dan met een kras erover die het een 4 doet lijken.

Mogelijk dat zoiets ook hier kan werken?

Ja dat had ik ook gevonden vorige maand. Toen was ik nog op zoek naar hoe je het koppel van een kleine motor kan meten en dat deed die meneer via een draaiden de motor, een slippende as, een bekende lengte aan de as, een loadcell en een arduino
maar had nog niet bedacht dat dat ook met en draaibank kan.

Zit er nu aan te denken omdat ik het meten van koppel wel leuk vind om daar maar eens een kast voor te maken waar ik dan vrij makkelijk verschillende loadcellen op aan kan sluiten voor verschillende bereiken.
Die loadcellen heb ik al liggen en kalibreren is niet zo moeilijk. Zet er een bekend gewicht op en corrigeer dat in de meter.

Maar hoe laat je de as dan in de drie klauw slippen zonder dat er slijtage komt aan de drie klauw. Die as van de motor heeft ook een volle spiebaan dus daar zal denk iets tussen moeten.

Maar hoe laat je de as dan in de drie klauw slippen zonder dat er slijtage komt aan de drie klauw.

De as van de generator zit vast in de drieklauw, er kan niets slippen.

Naarmate de generator zwaarder electrisch belast wordt zal de kracht die de reactiearm (welke vast verbonden is met de generatorbehuizing) uitoefent op de weegschaal groter worden.

Een loadcell en een Arduino zijn veel te geavanceerd voor de simpele ziel die ik ben. Een ouderwetsch analogisch keukenweegschaaltje werkte voor mij goed genoeg....

PS: you have mail

Als je de mechanische belasting meet bij nul elektrische belasting (bij een bepaalde snelheid), dan weet je de mechanische verliezen en dus het rendement. Op dat moment natuurlijk nul, maar die verliezen blijven gelijk ongeacht de elektrische belasting.

Het elektrisch rendement is zo goed als 100%, echter wordt al in de generator een deel van de uitgangsstroom omgezet in warmte. Maar de belasting op de mechanica is gewoon 100% het gevolg van het vermogen wat afgenomen wordt, mits je de interne verliezen ook als "afgenomen" ziet.

Ik hem nu dat in situatie 2 het meer moeite kost om 50W op de load te krijgen, wat op zich logisch is want de servo draait nu 19/11 = 1,7x sneller.

Nee, dat is niet logish. Je moet precies even hard trappen om 50W te leveren. Oh, wacht, je hebt het over hoeveel RPM je moet trappen?

IK snap het dan even niet, moet mezelf nog even de tijd gunnen om er verder nog over na te denken.
Of gaat de generator dan door zijn slip heen. Er is bij permanente magneten geen slip maar weet er even geen betere naam voor.

Nee, dat is niet logish. Je moet precies even hard trappen om 50W te leveren.

Er zitten 10st koolborstels op het anker en dat geeft verlies toch? En die verliezen nemen toe met het toerental toch?

Maar hoe dan ook er moeten mechanische verliezen zijn, zelf lagers hebben verliezen. Het kan best dat het heel klein is, maar dat zou is dus graag willen kunnen meten. En als het zo klein is dat ik het niet kan meten dan zijn ze er inderdaad niet.

Oh, wacht, je hebt het over hoeveel RPM je moet trappen?

Nee dat is gelijk dat is op het display van de hometrainer dan 20km/h.
Maar het voelt een heel stuk zwaarder.

Wat anders is tussen situatie 1 en 2 is de instelling van de load.
situatie 1: 20 ohm
situatie 2: 80 ohm
Bij 20km/h op het display van de hometrainer zit ik dan voor beide op 50W op de load. En toch voelt situatie 2 een stuk zwaarder.
Maar ook onbelast zonder load voelt situatie 2 een stuk zwaarder.

Maar gelukkig ben ik ook eigenwijs en ga een koppelbus voorde 2 motoren maken en het gewoon eens zien wat er uitkomt.

[Bericht gewijzigd door benleentje op maandag 27 oktober 2025 19:06:20 (25%)]

Op maandag 27 oktober 2025 18:19:23 schreef nonius:
Ik heb in het verleden voor zelfbouw alternators (omgebouwde 3-fase motoren, door mij voorzien van een rotor met permanente magneten) het ingaande mechanisch vermogen bepaald met een 'De Prony' brake,

Ooh, daar is ie nog eens, de vang van Prony . ( er liep al eens een topic over die vang : https://www.circuitsonline.net/forum/view/154836/last )

Op maandag 27 oktober 2025 18:56:24 schreef benleentje:

Bij 20km/h op het display van de hometrainer zit ik dan voor beide op 50W op de load. En toch voelt situatie 2 een stuk zwaarder.
Maar ook onbelast zonder load voelt situatie 2 een stuk zwaarder.

Ik ben groot voorstander van "brushless" dynamos. Maar goed. Zoals ik al zei: de mechanische verliezen van "onbelast" draaien reken ik even niet mee. Die moet je "apart" verwerken.

Het is aannemelijk dat de verliezen in de mechanica van je dynamo op z'n minst een lineaire relatie hebben met het toerental. Dat zou een constante "glijkracht van de borstels" zijn bijvoorbeeld.

Daarnaast is er een derdemachts component: De luchtweerstand (kracht) van de rotor door de lucht neemt kwadratisch toe met de snelheid, het vermogen dus met de derde macht.

Als je een goed instelbare mechanische load wil maken, moet je de mechanische verliezen in de software compenseren. Dus bij ieder toerental een keer de "nul load" vermogen meten.

Dit kan je bijvoorbeeld doen door het koppel te meten in een opstelling waar je hem aandrijft met een andere motor. Je kan zowel het koppel van de aandrijvende motor danwel die van de generator meten. Hier dan een curve van uitzetten en je weet het.

Ik heb een 5kW drone motor gekocht. De lol is dat ie dan ook met 10% van z'n bedoelde max toerental nog 500W kan leveren/opnemen. Precies goed voor een hometrainer achtige situatie.

Als jou motor al zwaarder voelt bij 50W load, dan zijn de mechanische verliezen dus 20+ watt. Dat komt omdat je generator forse toeren moet maken.

Dit kan je bijvoorbeeld doen door het koppel te meten in een opstelling waar je hem aandrijft met een andere motor. Je kan zowel het koppel van de aandrijvende motor danwel die van de generator meten. Hier dan een curve van uitzetten en je weet het.

Ja dat was zo ongeveer het plan, maar dan met
ingaande en uitgaande vermogen meten
Via de stroom en de ri het elektrische verlies vermogen van beide motoren berekenen
Pmechanisch = (Pin - Puit - Pvin - pvuit)/2.

Ik heb een 5kW drone motor gekocht. De lol is dat ie dan ook met 10% van z'n bedoelde max toerental nog 500W kan leveren/opnemen. Precies goed voor een hometrainer achtige situatie.

Borstelloos zou wel ideaal zijn maar ik gebruik nu wat ik heb liggen.

Het hoef ook niet super nauwkeurig te zijn maar wil wel via de software en de curve van de motor als generator er wel zo dicht mogelijk bij in de buurt komen.