Yazan: Lauren Nagel
Birçok elektrik motoru üreticisi, %95 ve üzeri verimlilikte etkileyici performans vaat etmektedir.
Veri sayfasındaki rakamlar etkileyicidir, ancak gerçek değerler bu rakamlarla örtüşüyor mu?
Elektrik motorlarının ortalama verimliliğinin ne olduğunu bulmaya çalışmak amacıyla motor verimi verilerini kullanarak bir çalışma yürüttük.
Motor performans verilerini test etmek ve sunmak için endüstriyel standartlar bulunmadığından, satın alma sürecinde üreticileri karşılaştırmak neredeyse imkansızdır.
Bu nedenle, motorların gerçek performansını belirlemenize ve tasarımınız için en uygun olanı bulmanıza olanak tanıdığından, motorlarınızı kendiniz test etmenizi büyük ölçüde destekliyoruz.
Bu makalede şunları ele alacağız:
- Ortalama Motor Verimini Nasıl Ölçtük
- Çalışmanın Kısıtlılıkları
- Elektrik Motorunun Ortalama Verimliliği - Veriler Ne Gösteriyor
Inspired Flight'ın titiz testler aracılığıyla en güçlü motorunu nasıl belirlediğini keşfedin.
1. Ortalama Motor Verimini Nasıl Ölçtük
Test ekipmanlarımızın yanı sıra, motor performans verilerinden oluşan ücretsiz bir çevrimiçi veri tabanı sunuyoruz.
Bu veriler, elektrik motoru test standlarımızdan birinin kullanıcıları tarafından toplanmış ve yüklenmiştir.
Bu test standları itki, tork, devir sayısı, akım, voltaj, elektriksel güç, mekanik güç, motor ve ESC verimliliği, pervane verimi ile itki sisteminin genel verimliliği hakkında veri toplar.
Bu değerleri belirlemek için kullanılan formülleri görmek için buraya tıklayın.
Bu makaleyi yazdığımız sırada veri tabanı, 48 benzersiz motor için motor ve ESC verimliliği verilerini içermektedir. Kısa listeyi oluştururken, yinelenenleri ve verisi eksik olan testleri hesaba katmak konusunda dikkatli davrandık.
Motor listesi kesinleştikten sonra her bir motorun verilerine baktık. Bazı motorlar için yalnızca bir test gerçekleştirilmişken, diğerleri için 22 kadar test yapılmıştı.
Her motor için mevcut tüm veri noktalarına baktık ve analizimizde 'gözlemlenen maksimum verimlilik' değerini kullandık.
Örneğin, aşağıdaki motor için 8 test mevcuttu ve analizimizde tüm testlerden elde edilen maksimum gözlemlenen verimlilik değerini (mavi okla gösterilen) kullandık. Farklı pervaneler kullanıldığı için testler arasında uygulanan torkun farklı olduğunu anlamak önemlidir. Motor verimliliği, devir sayısı ve torkun bir fonksiyonudur.
Bunun motorun gerçek maksimum verimliliği olduğunu garanti edemeyiz, ancak mevcut verilerle gözlemlenebilecek en yüksek verimliliktir. Bu ve diğer kısıtlılıklar nedeniyle, dahil edilen motorların adını belirtmeyeceğiz.
Daha fazla okuma: Fırçasız Motor Gücü ve Verimlilik Analizi (makale)
Analizlerimizde tüm motorların verimliliğini ve ayrıca ağırlığa dayalı alt grupların verimliliğini karşılaştırdık. Sınırlar, her grupta eşit sayıda motor bulunmasını sağlamak ve bunları benzer boyutlardaki motorlarla gruplandırmak amacıyla oluşturuldu.
Dahil edilen motorların boyutunu daha net temsil etmek için sondan ikinci ve sonuncu grup arasında bir ağırlık boşluğu bulunmaktadır.
2. Çalışmanın Kısıtlılıkları
Sonuçlara geçmeden önce, çalışmanın birkaç kısıtlılığını tartışmak isteriz.
Bu çalışma tamamen gözlemseldir ve veri tabanımızda bize sunulan verilere dayanmaktadır. Testlerin ortamını veya gerçekleştirilen test türünü kontrol etmedik; ayrıca yüklenen verilerin motorların normal performansını temsil edip edemeyeceğini söyleyemeyiz.
Bu nedenle, bu kesin bir karşılaştırma değildir. Bu, yalnızca ilgiden ve konunun genel bir incelemesi için derlediğimiz verilerdir.
Dikkate alınması gereken başka unsurlar olsa da, aşağıda bu çalışmanın bazı kısıtlılıkları yer almaktadır.
Çalışmanın Kısıtlılıkları:
- Test standlarımız 'Motor VE ESC Verimliliği'ni ölçmektedir, bu nedenle karşılaştırmada bu kullanılmıştır. Deneysel testlerden, belirli bir hız ve torkta aynı motorun ESC türü ve ayarları nedeniyle %10'luk bir sapma gösterebileceğini biliyoruz.
- Kullanılan veriler kullanıcı tarafından sunulan verilerdir, bu nedenle test koşulları üzerinde herhangi bir kontrolümüz yoktur.
- Bazı motorlar için birden fazla test mevcuttu, diğerleri için ise yalnızca bir test vardı, bu nedenle dikkate alınan örnek sayısı tutarlı değildi.
- Testler mümkün olan en yüksek verimliliği belirleme amacıyla gerçekleştirilmedi, bu nedenle bazı motorların 'maksimum verimliliği' olduğundan düşük tahmin edilebilir.
- Çoğu motor için ağırlık verisi teste dahildi, ancak birkaç testte eksikti. Bu testler için sağlanan motor bilgilerine dayanarak araştırma yaptık ve ağırlığı ekledik. 'Kablolama hariç ağırlık' değerini kullandık, ancak ağırlık verisi halihazırda mevcut olan motorların kablo ağırlığını içerip içermediğini teyit edemeyiz.
3. Elektrik Motorunun Ortalama Verimliliği - Veriler Ne Gösteriyor
Öncelikle, grubun bir bütün olarak motor verimi verilerine bakalım.
Çalışmaya dahil edilen 48 elektrik motorunun ortalama maksimum yüzde verimliliği: %77,64dur.
Verilerin maksimum verimlilik amaçlarıyla toplanmadığı göz önüne alındığında, bu hiç de kötü değildir. Bu, tipik elektrik motoru verimliliğinin iyi bir tahmini olma olasılığı yüksektir.
Gözlemlenen en yüksek maksimum verimlilik %97,61, en düşüğü ise %55,79'dur.
Aşağıdaki grafik maksimum verimlilik dağılımını göstermektedir:
Ağırlığa göre daha fazla gruplandırdığımızda şunları gözlemliyoruz:
|
Ağırlık Kategorisi (g) |
Ortalama Maksimum Verimlilik |
|
3,9 - 30,0 |
%70,80 |
|
30,1 - 36,0 |
%67,63 |
|
36,1 - 70,0 |
%79,98 |
|
70,1 - 159,0 |
%82,78 |
|
159,1 - 255,0 |
%84,13 |
|
1093,0 - 5130,0 |
%85,42 |
Gördüğünüz gibi, motorun ağırlığı arttıkça verimliliğin de artma eğilimi genel bir eğilimdir.
Tüm veri noktalarını ayrı ayrı dahil ederseniz, eğilim benzerdir ancak daha dağınıktır:
Bu grafikler bize, motorun boyutu arttıkça genel olarak daha yüksek bir maksimum verimlilik bekleyebileceğimizi gösterir. Bu, günümüzde endüstrideki yaygın bilgiyle uyumludur.
Ayrıca, aynı boyuttaki motorlar için, özellikle 30 - 50 g ağırlığındaki motorlar için verimlilikte geniş bir aralık olduğunu görebiliriz.
Çoğu İHA için, aralığın altındaki bir motoru üstündekiyle değiştirmek, uçuş sürenizi birkaç dakika artırabilir.
Sonuç
Sonuç olarak, bu gözlemsel çalışmaya göre:
- Ortalama olarak, daha büyük motorların verimliliği daha yüksektir
- Aynı boyuttaki motorlar için verimlilikte geniş bir aralık vardır
- Verimlilik rakamları kullanım durumuna ve pervane seçimine çok bağlıdır
- Motorlarınızı test etmeniz çok önemlidir
Elektrik motorlarınızı ve pervanelerinizi test etmeye başlamak isterseniz, itki test araçlarımıza göz atın:
- Series 1585 - 5 kgf itki / 2 Nm torka kadar ölçer
- Flight Stand 15 - 15 kgf itki / 8 Nm torka kadar ölçer
- Flight Stand 50 - 50 kgf itki / 30 Nm torka kadar ölçer
- Flight Stand 150 - 150 kgf itki / 150 Nm torka kadar ölçer
- Flight Stand 500 - 500 kgf itki / 1500 Nm torka kadar ölçer