Daar kan eea verkeerd gaan. Koppel wordt regelmatig met kgcm of andere rare eenheden gegeven. De juiste eenheid is Nm.
En dat is weer Joule, of in SI kg*m2/s2. En dus identiek aan ophijsen (Fz*h), wat veel makkelijker te meten is dan kracht en arm.
SparkyGSX
Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Is het niet eenvoudiger om een touwtje om de velg te wikkelen, met een bekend gewichtje eraan, en de stroom en spanning te loggen? Eventueel apart bepalen wanneer de meting start en wanneer het gewichtje de grond raakt, of zelfs een encoder op het wiel om de snelheid tegelijkertijd te meten.
Je lijkt nu een beetje vast te zitten op aandrijven met een motor, waarvan je niet weet wat het rendement is bij elke combinatie van toerental en belasting, en het niet eenvoudig is om het koppel te meten. Ik denk dat je sowieso op koppels uitkomt die zodanig klein zijn dat meten lastig is.
Een koppelmeter kan je ook op volgende manier maken.
Je neemt een (asynchroon kooianker) motor waarbij je het huis van de motor roteerbaar opstelt.
Dit kan bij voorbeeld door de as van de motor aan beide zijde te verlengen en hierop zowel aan de kant van de koelventilator als aan de kant van de uitgaande as een extra kogellager te voorzien.
Beide kogellagers rusten met hun buitenring op een U vormige wig.
Het gevolg is dat het motorhuis vrij kan roteren in de wig, terwijl het anker ook nog vrij kan roteren binnen het motorhuis.
De originele uitgaande as van de motor wordt aangedreven door de wielnaaf waarvan je het koppel wil bepalen.
Door de wikkelingen van de motor te bekrachtigen met gelijkstroom, gaat de motor werken als wervelstroom rem en de wielnaaf belasten.
Het gevolg is dat het motorhuis, (dat roteerbaar is opgesteld in de wig) probeert mee te draaien.
Het magnetisch veld in de motor klampt zich als het ware vast op het anker met als gevolg dat het motorhuis mee wil draaien met het (door de wielnaaf aangedreven) anker.
Het is echter niet de bedoeling dat het motorhuis volledige omwentelingen gaat maken binnen de wig. Het motorhuis is links en rechts voorzien van een mechanische aanslag om de verdraaiingshoek te beperken. Een hoek van vb 15° is voldoende.
Vervolgens voorzie je een koppelarm aan het motorhuis en een krachtopnemer (= trekveer of staaf met rekstrookje of loadcell) naar een vast punt van je opstelling. Als koppelarm kan één van de bevestigings gaten in de motorvoeten dienen.
Hoe groter de verdraaiingshoek van het motorhuis, des te meer wordt de krachtopnemer uitgerokken. De gemeten kracht in de krachtopnemer en de lengte van de koppelarm bepalen je belastingskoppel.
(Met wat creativiteit zou je een weegschaal kunnen gebruiken als krachtopnemer)
Door de grootte van de DC bekrachtigingsstroom in de motorwikkeling te variëren kan je het belastingskoppel instelbaar maken.
Nog drie opmerkingen :
1) Een asynchroon motor als wervelstroomrem in plaats van een DC motor heeft wellicht als voordeel dat de druk van de koolborstels op het anker geen invloed heeft op het gemeten koppel.
2) Moet je ook geen rekening houden met de temperatuur van de wielnaafmotor ? Ik kan me voorstellen dat een koude motor een ander rendement heeft dan een motor die al tientallen kilometer afgefietst heeft.
3) Heb je geen servomotor die je als belasting kan gebruiken ?
Uit een ver verleden weet ik dat je op Yaskawa servo drives het belastingskoppel kon instellen dat een servo motor moest leveren/opnemen. Dus volledige 4 kwadranten werking (= versnellen/vertragen en links/rechts draaiend).
Sommige frequentie sturingen kunnen dat ook wel.
Op dinsdag 30 april 2024 10:47:32 schreef Korneel321:
We proberen naaf- en banddynamo's hun rendement te bepalen.
Waarom moet je dan het rendement van de motor weten? Je moet dan alleen toerental en koppel weten waarmee je het wiel aandrijft. En natuurlijk de elektrisch output van de dynamo.
Daarbij moet je bedenken dat een fietsdynamo altijd wisselspanning opwekt.
Kun je geen generator (dynamo) aan de motor-as koppelen waarmee het koppel, toerental en het rendement te berekenen zijn? Door de elektrische load aan de generator te varieren varieert men ook de mechanische load op de as van de motor en daarmee het opgenomen elektrische vermogen.
Op dinsdag 30 april 2024 12:39:06 schreef KlaasZ:
[...]Waarom moet je dan het rendement van de motor weten?
dat maakt het makkelijk voor het pratisch meten, later. eens je de rendementscurve van de motor hebt moet je enkel nog naar het vermogen kijken dat je in de motor stuurt en het vermogen dat uit de alternator komt om het rendement te berekenen. Uiteraard is zo een rendementscurve niet perfekt (vooral de temperatuur kan daar een rol in spelen), maar geeft al een goed idee.
SparkyGSX
Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
@pamwikkeling: uiteindelijk willen ze het rendement van een dynamo bepalen, dus dan zou je de motor kunnen aansturen met een frequentieregelaar. Het probleem is echter dat het te meten koppel waarschijnlijk heel klein is, en dan is de verstoring van de motorkabel, die ook naar het draaiende deel gaat, al veel groter dan het effect dat je probeert te meten.
@TS: ik zeg niet dat je helemaal geen opstelling nodig hebt, maar wel dat die motor niet nodig is.
Je zou dus een stuk touw en een gewicht kunnen gebruiken, maar dat is weer lastig in combinatie met een dynamo die op een band moet lopen.
Wat je in plaats daarvan zou kunnen doen, is een pulsgever op een wiel zetten (met een sensor voor de spaken, of op elke spaak of elke tweede of zo een magneetje met een sensor, met een reflectiesensor en een schijf met witten en zwarte vlakjes, o.i.d.), en die met de hand of met een trommel op een boormachine tegen de band op gang brengen, en de snelheid van het wiel loggen, met de spanning van de dynamo, waarbij je steeds een andere weerstand aansluit. Uit dat snelheidssignaal kun je de vertraging berekenen, als je de massatraagheid weet kun je de energie uitrekenen, en als je de weerstand en spanning weet, het elektrische vermogen.
Je hebt dan weinig meer nodig dan een wiel, wat stukken lood of staal, veel tywraps, en een sensor met een systeem om die data te verzamelen zoals een Labjack o.i.d., maar het kan ook met een Arduino als het moet. Lambiek gebruikt ook vaak zoiets, waarvan ik de naam vergeten ben.
[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op (54%)]
Als je met 'vang van prony' niet genoeg info vindt, kan je het beter in het engels proberen: 'Prony brake' of 'Prony dynamometer'.